Desenvolvimento e validação mecânico-funcional de pinça laparoscópica impressa em 3 dimensões
Development and mechanical-functional validation of 3D-printed laparoscopic forceps
Carlos Magno Queiroz da Cunha; Ana Paula Bomfim Soares Campelo; Lucas Buffat Sales; Ian Barros Leal Malveira Ary; José Walter Feitosa Gomes; Márcio Wilker Soares Campelo
Resumo
Introdução: a impressão em 3 dimensões permitiu o desenvolvimento de manufaturas aditivas únicas e acessíveis, inclusive na prototipagem e produção de pinças cirúrgicas. Objetivo: Demonstrar o desenvolvimento, a impressão em 3D e a validação mecânico-funcional de pinça laparoscópica do tipo apreensão.
Métodos: a pinça foi desenhada em programa de computador e impressa em 3 dimensões com filamento de ácido poliláctico (PLA) e acrescida de 5 parafusos para melhor efeito de alavanca. Foram realizadas aferições de tamanho e peso, bem como testes mecânicos-funcionais de preensão e rotação em laboratório com simulador validado.
Resultados: denominada “Easylap”, a pinça pesou 48 gramas, mediu 43 cm e foi impressa em 8 peças, levando em média 12 horas para sua produção. Ela permitiu a simulação das características funcionais de pinça laparoscópicas de apreensão, além de mecanismo de rotação e travamento por cremalheira. Porém sua força é reduzida devido ao material utilizado.
Conclusão: é possível desenvolver pinça laparoscópica plástica de apreensão através de impressão em 3 dimensões.
Palavras-chave
Abstract
Introduction: 3-dimensional printing has enabled the development of unique and affordable additive manufacturing, including the prototyping and production of surgical forceps. Objective: demonstrate the development, 3D printing and mechanical-functional validation of a laparoscopic grasping forceps.
Methods: the clamp was designed using a computer program and printed in 3 dimensions with polylactic acid (PLA) filament and added 5 screws for better leverage. Size and weight measurements were carried out, as well as mechanicalfunctional grip and rotation tests in the laboratory with a validated simulator.
Results: Called “Easylap”, the clamp weighed 48 grams, measured 43cm and was printed in 8 pieces, taking an average of 12 hours to produce. It allowed the simulation of the functional characteristics of laparoscopic pressure forceps, in addition to the rotation and rack locking mechanism. However, its strength is reduced due to the material used.
Conclusion: It is possible to develop plastic laparoscopic grasping forceps through 3-dimensional printing.
Keywords
Referências
1 Liaw CY, Guvendiren M. Current and emerging applications of 3D printing in medicine. Biofabrication. 2017;9(2):024102. doi: 10.1088/1758-5090/aa7279.
2 Zaidi, S, Naik, P, Ahmed, S. Three-Dimensional printed instruments used in a Septoplasty: A new paradigm in Surgery. Laryngoscope Investig Otolaryngol. 2021;6(4):613-618. doi: 10.1002/lio2.579.
3 Martelli N, Serrano C, van den Brink H, Pineau J, Prognon P, Borget I, et al. Advantages and disadvantages of 3-dimensional printing in surgery: A systematic review. Surgery. 2016;159(6):1485-500. doi: 10.1016/j.surg.2015.12.017.
4 George M, Aroom KR, Hawes HG, Gill BS, Love J. 3D Printed Surgical Instruments: The Design and Fabrication Process. World J Surg. 2017;41(1):314-9. doi: 10.1007/s00268-016-3814-5.
5 Culmone C, Lussenburg K, Alkemade J, Smit G, Sakes A, Breedveld P. A Fully 3D-Printed Steerable Instrument for Minimally Invasive Surgery. Materials (Basel). 2021;14(24):7910. doi: 10.3390/ma14247910.
6 Rankin T, et al. 3D printing surgical instruments: are we there yet? J Surg Res. 2014;189(2):193-7. doi: 10.1016/j.jss.2014.02.020.
7 Garcia J, Yang ZL, Mongrain R, Leask RL, Lachapelle K. 3D printing materials and their use in medical education: a review of current technology and trends for the future. BMJ Simul Technol Enhanced Learn. 2018;4(1):27-40. doi: 10.1136/bmjstel-2017-000234.
8 Li A, Tang R, Rong Z, Zeng J, Xiang C, Yu L, et al. The use of three-dimensional printing model in the training of Choledochoscopy techniques. World J Surg. 2018;42(12):4033-8. doi: 10.1007/s00268-018-4731-6.
9 Hojo D, Murono K, Nozawa H, Kawai K, Hata K, Tanaka T, et al. Utility of athree-dimensional printed pelvic model for lateral pelvic lymph node dissection education: a randomized controlled trial. J Am Coll Surg. 2019;229(6):552-9.e3. doi: 10.1016/j.jamcollsurg.2019.08.
10 Moura Júnior LG. Modelo acadêmico de ensino teórico-prático em vídeo cirurgia, por meio de novo simulador real de cavidade abdominal. Fortaleza, 2015. Doutorado [Tese]- Universidade Federal do Ceará.
11 Culmone C, van Starkenburg R, Smit G, Breedveld P (2022) Comparison of two cable configurations in 3D printed steerable instruments for minimally invasive surgery. PLoS One. 2022;17(10):e0275535. doi: 10.1371/journal.pone.0275535.
12 Zoccali F, Colizza A, Cialente F, Di Stadio A, La Mantia I, Hanna C, et al. 3D Printing in Otolaryngology Surgery: Descriptive Review of Literature to Define the State of the Art. Healthcare (Basel). 2022;11(1):108. doi: 10.3390/healthcare11010108.
13 Lee S, Ahn JY, Han M, Lee GH, Na HK, Jung KW, et al. Efficacy of a threedimensional- printed training simulator for endoscopic biopsy in the stomach. Gut Liver. 2018;12(2):149-57. doi: 10.5009/gnl17126.
14 Frecker MI, Schadler J, Haluck RS, Culkar K, Dziedzic R. Laparoscopic multifunctional instruments: design and testing of initial prototypes. JSLS. 2005 Jan-Mar;9(1):105-12.
Submetido em:
12/07/2023
Aceito em:
14/02/2024
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