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14. Application of 3D printing technology in the treatment of nonunion of the coronal femoral condyle fracture

Author

Mendonça, Celso Júnio Aguiar, Schneider Junior, Bertoldo, Soni, Jamil Faissal, Belo, Ivan Moura, Setti, João Antonio Palma, and Cunha, Luiz Antonio Munhoz da

Subjects
Orthopedic surgery, Simulation method, Engenharia Elétrica, Rapid prototyping, Tomografia, Pseudoartrose, Engenharia biomédica, Métodos de simulação, Three-dimensional imaging in medicine, Imagem tridimensional em medicina, ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAIS [CNPQ], Pseudarthrosis, Fraturas - Tratamento, Prototipagem rápida, Processamento de imagens - Técnicas digitais, Image processing - Digital techniques, Fractures - Treatment, Cirurgia ortopédica, Tomography, Biomedical engineering
Abstract

O uso da tecnologia de impressão 3D vem crescendo exponencialmente em várias áreas da medicina incluindo a cirurgia ortopédica. A tecnologia de impressão 3D utiliza recursos computacionais como programas em ambiente CAD (Computer Aided Design) e CAM (Computer Aided Manufacturing) que permitem a segmentação e modelagem dos ossos e implantes (materiais de osteossíntese e próteses). Para isto se utiliza exames de imagens como a tomografia computadorizada (TC) que possibilita a reconstrução volumétrica tridimensional do objeto a ser estudado. Desta forma é possível a realização de um estudo da arquitetura e geometria óssea principalmente de locais de anatomia complexa como as articulações, pelve e coluna vertebral. Além disto, permite a realização de planejamento cirúrgico virtual em ambiente CAD para programação como por exemplo de redução de fratura, osteotomia, posicionamento e escolha do tipo e tamanho mais adequado de material de osteossíntese ou prótese. Esta tecnologia possibilita a impressão de modelos anatômicos em escala real utilizando termoplásticos que podem ser utilizados em simulações cirúrgicas para treinamento operatório e escolha do posicionamento do material de implante no local mais adequado seguindo o planejamento cirúrgico virtual. Os objetivos deste estudo foram: Avaliar a acurácia da impressão do modelo anatômico 3D a partir de imagens de TC, avaliando os parâmetros de aquisição das imagens do exame; Produzir, utilizando programas computacionais em ambiente CAD, um modelo anatômico virtual 3D; Produzir e analisar o modelo anatômico 3D impresso com a tecnologia FDM de manufatura aditiva e avaliar o protocolo proposto de planejamento cirúrgico baseado na utilização de modelo anatômico virtual e físico em um estudo de caso de pseudoartrose de fratura coronal do côndilo femoral. Conclusão: A utilização de modelo anatômico virtual e impresso 3D, utilizando a tecnologia de manufatura aditiva FDM e como termoplástico o ABS, mostrou-se eficaz e útil no planejamento e na realização do tratamento cirúrgico da pseudoartrose de fratura coronal do côndilo femoral. The use of 3D printing technology has been growing exponentially in several areas of medicine including orthopedic surgery. 3D printing technology uses computational resources such as Computer Aided Design (CAD) and Computer Aided Manufacturing (CAM) programs that allow the segmentation and modeling of bones and implants (osteosynthesis materials and prostheses). For this, we use image exams such as computed tomography (CT) that allows the three-dimensional volumetric reconstruction of the object to be studied. In this way it is possible to perform a study the architecture and bone geometry mainly of sites of complex anatomy such as joints, pelvis and spine. In addition, it allows the accomplishment of virtual surgical planning in a CAD environment for programming such as fracture reduction, osteotomy, positioning and choice of the most appropriate type and size of osteosynthesis or prosthesis material. This technology makes it possible to print anatomical models in real scale using thermoplastics that can be used in surgical simulations for operative training and to choose the positioning of the implant material in the most appropriate place following the virtual surgical planning. The objectives of this study were: To evaluate the accuracy of 3D anatomical model printing from CT images, evaluating the acquisition parameters of the images of the exam; To produce, using computer programs in CAD environment, a 3D virtual anatomical model; Produce and analyze the 3D anatomical model printed with the FDM technology of additive manufacture and evaluate the proposed protocol of surgical planning based on the use of virtual and physical anatomical model in a case study of nonunion of the coronal fracture of the femoral condyle. Conclusion: The use of 3D virtual and printed anatomical model using the FDM additive manufacturing technology and ABS as thermoplastic was shown to be effective and useful in planning and performing the surgical treatment of nonunion of the coronal fracture of the femoral condyle.

Published
2019

16. COLABORADORES

Author

Kakehasi, Adriana Maria, Pinho, Adriano Bastos, Marchetto, Adriano, Freitas, Afrânio D., Miyazaki, Alberto Naoki, de Barros, Alderico Girão Campos, Cassone, Alejandro Enzo, Torelli, Alessandro Gonzalez, de Araújo, Alex Oliveira, Cristante, Alexandre Fogaça, dos Santos, Alexandre Leme Godoy, Januario, Alexandre Medeiros Sampaio, Borges, Alexandre Peroni, de Araújo Ono, Allan Hiroshi, Cho, Álvaro Baik, de Camargo, Amaro José Silveira, Lima, Ana Lúcia Lei Munhoz, Neto, Anastácio Kotzias, Dias, Anderson Alves, Monteiro, Anderson Vieira, Andújar, André Luís Fernandes, Cardoso, André Luiz Passos, Campos, André Luiz Siqueira, Mansano, André Marques, Castilho, André Moreira, Pedrinelli, André, Rodrigues, André Soares, Sugawara, André Tadeu, Lemos, André Vitor Kerber Cavalcanti, Wajnsztejn, André, Joaquim, Andrei Fernandes, Yepez, Anthony Kerbes, da Costa, Antônio Carlos, Fernandes, Antônio Carlos, de Carvalho Junior, Antônio Enéas Rangel, de Souza, Antônio Marcelo Gonçalves, Pardini, Arlindo G., Jr., Hernandez, Arnaldo José, Ejnisman, Benno, Terra, Bernardo Barcellos, Rosa, Bruno Berbert, de Souza Silva, Bruno Liberato, Brandão, Bruno Lobo, Massa, Bruno Sérgio Ferreira, Nery, Caio, Checchia, Caio Santos, Zamboni, Caio, Kaleka, Camila Cohen, Helito, Camilo Partezani, Jasmin, Carlos Alfredo Lobo, Castillo, Carlos, Pereira da Silva Herrero, Carlos Fernando, Fernandes, Carlos Henrique, Rodriguez, Carlos Humberto Castillo, Galia, Carlos Roberto, Schwartsmann, Carlos Roberto, de Almeida, Carlos Roberto Stuart, Tucci, Carlos, Lins, Carolina, Mendonça, Celso Júnio Aguiar, Ferreira de Andrade Lima, Cesar Luiz, Junior, Cezar Piedade, Yuan, Chen Chieng, Cebrian, Cinthia Faraco Martinez, Bittar, Cintia Kelly, Neiva, Cláudia Lopes Santoro, Soares, Cláudio Beling Gonçalves, Barbieri, Claudio Henrique, Santili, Claudio, Kessler, Clóris, Menezes, Cristiano Magalhães, Diesel, Cristiano Valter, Lanna, Cristina Costa Duarte, Schaurich, Cristina Góes, Viola, Dan Carai Maia, Maranho, Daniel Augusto C., Balbachevsky, Daniel, de Abreu Oliveira, Daniel, de Souza, Daniel Rubio, Bonfim, Danielle Cabral, Mizusaki, Danilo, Gomes, Davi Coutinho Fonseca Fernandes, Bellan, Davi Gabriel, Calderaro, Débora Cerqueira, Martins, Délio Eulálio, Barbosa, Dennis, Falcochio, Diego Figueira, Caetano, Edie Benedito, Saad, Eduardo Abdalla, Malavolta, Eduardo Angeli, de Macedo Varela, Eduardo, de Oliveira Mariúba, Eduardo Sávio, Paiva, Edson Barreto, Dobashi, Eiffel Tsuyoshi, Junior, Egídio Oliveira Santana, de Oliveira Goiano, Ellen, Vialle, Emiliano, de Paula, Emygdio José Leomil, Assis, Fabrício Dias, Fogagnolo, Fabricio, Santos, Fabrício Santos e, Rossi, Felipe Lins, Franco, Felipe Malzac, Machado, Felipe Ribeiro, de Souza, Felipe Serrão Mendes, Cordeiro, Felippi Guizardi, dos Reis, Fernando Baldy, Raduan, Fernando Cepollina, de Araújo, Fernando Flores, Nogueira, Francisco Carlos Salles, Júnior, Francisco Hélio Violante, Cavalcante, Francisco Ramiro, Bähr, Germana Lyra, de Mello Granata Júnior, Geraldo Sérgio, Giostri, Giana Silveira, Brandão, Gilberto Francisco, Ohara, Gilberto Hiroshi, Camanho, Gilberto Luis, Ferreira, Gilda Aparecida, Schelle, Gisele Cristine, de Lima Siqueira, Gláucio Sales, Alzate, Gloria Patricia, Pinheiro, Guilherme Baldez, Boni, Guilherme, do Val Sella, Guilherme, Noffs, Guilherme Guelfi, Saito, Guilherme Honda, França, Gustavo Braga Hallais, de Azevedo, Gustavo Borges L., de Campos, Gustavo Constantino, Resende, Gustavo Gomes, Ruggiero, Gustavo Mantovani, Schweigert, Gustavo, Sanchez, Gustavo Tadeu, Yamada, Helder Henzo, Kaziyama, Helena Hideko Seguchi, Defino, Helton Luiz Aparecido, Ayzemberg, Henrique, Cabrita, Henrique Berwanger, de Resende, Henrique Carvalho, Costa, Herton Rodrigo Tavares, Koch, Hilton Augusto, Lobato, Hilton Plum, da Palma, Idemar Monteiro, de Almeida Filho, Ildeu Afonso, Suzuki, Itiro, Chakkour, Ivan, Marcelja, Ivan Grujicic, da Silva, Jader José, de Oliveira Alves, Jairo André, Soni, Jamil Faissal, Bertelli, Jayme Augusto, Machado, Jean Klay Santos, Silva, Jefferson Luis Braga, Júnior, Jefferson Rosi, Junior, João Alberto Yazigi, Neto, João Alves Grangeiro, Guimarães, João Antonio Matheus, dos Santos, João Baptista Gomes, Belloti, João Carlos, Neto, João José Sabongi, Barretto, João Maurício, Neto, João Miguel Casado, Cortez, João Paulo, Murachovsky, Joel, Assunção, Jorge Henrique, Mizusaki, Jorge Mitsuo, Neto, Jorge Raduan, Galbiatti, José Antonio, Sanhudo, José Antônio Veiga, Volpon, José Batista, Cohen, José Carlos, dos Santos Silva, Jorge, Júnior, José Eloy Franco Rosa, Alloza, José Felipe Marion, Lazzoli, José Kawazoe, Zabeu, José Luís Amim, de Morais Carmo, José Mauricio, Hungria, José Octávio Soares, Neto, José Queiroz Lima, Estelles, José Renato Depari, Pécora, José Ricardo, Neto, José Soares Hungria, Castro, Juan David, Machado, Julian Rodrigues, Nardelli, Júlio César Carvalho, Kojima, Kodi Edson, Kropf, Leandro A. Lemgruber, de Freitas Spinelli, Leandro, Aihara, Leandro Jun, de Andrade Moreira, Leonardo, Lott, Leonardo Magalhães, Machado, Leonardo Pelucci, da Rocha, Leonardo Rosa, de Camargo, Leonardo Valente, Yeng, Lin Tchia, Fam, Lucas Pinto D'Amico, de Fátima Neves da Silva, Lúcia, Rodrigues, Luciano Miller Reis, Torres, Luciano Ruiz, Moliterno, Luis Antonio Medeiros, da Silva, Luis Eduardo Carelli Teixeira, da Rocha, Luis Eduardo Munhoz, Vieira, Luiz Ângelo, da Cunha, Luiz Antonio Munhoz, Angelini, Luiz Carlos, Teixeira, Luiz Eduardo Moreira, Leme, Luiz Eugênio Garcez, Cocco, Luiz Fernando, Filho, Luiz Peres Silva, de Angeli, Luiz Renato Agrizzi, Vialle, Luiz Roberto Gomes, Botteon, Malcon Carvalho, Tamaoki, Marcel Jun Sugawara, Bonadio, Marcelo Batista, Rodrigues, Marcelo Bordalo, Rabello, Marcelo Costa, Matsumoto, Marcelo Hide, de Rezende, Marcelo Rosa, Caiero, Marcelo Tadeu, de Oliveira, Marcelo Tavares, Mercadante, Marcelo Tomanik, Wajchenberg, Marcelo, de Faria Freitas, Márcio, Cohen, Márcio T., de Carvalho, Marco Antônio Parreiras, de Andrade, Marco Antônio Percope, de Oliveira, Marco Aurélio, Telöken, Marco Aurélio, Demange, Marco Kawamura, Lages, Marco Martins, Costa, Marco Túlio, de Camargo Leonhardt, Marcos, Amaral, Marcus Vinicius Galvão, Oliveira, Margarida Sales Carneiro Marques, Duarte, Maria Eugênia Leite, de Resende Guimarães, Maria Fernanda Brandão, Rossi, Maria Isabel Doria, da Costa Pinto, Maria Raquel, Socolowski, Mariela Diament, Filho, Mário Carneiro, Kuwae, Mário Yoshihide, Saito, Mateus, Cortez, Mauri, Caetano, Maurício Benedito Ferreira, Júnior, Maurício Kfuri, de Lima Uyeda, Maurício Takashi, de Morais Filho, Mauro César, Kanas, Michel, Akkari, Miguel, Cohen, Moisés, da Cunha Lima, Moisés, Rodrigues, Mônica França Teles e, Daher, Murilo Tavares, Zoghbi, Mustafa Ahmad, Santos, Nathan Oliveira Moreira, Leonhardt, Nathalia Zalc, Montenegro, Nei Botter, Ono, Nelson Keiske, do Amaral, Ney Pecegueiro, Netto, Nicola Archetti, Severino, Nilson Roberto, Mazzer, Nilton, Letaif, Olavo Biraghi, de Camargo, Olavo Pires, Lech, Osvandré Luiz Canfield, Lins, Otávio Gomes, Yamane, Patrícia Corey, Martins e Souza, Patrícia, de Moraes Barros Fucs, Patrícia Maria, Grangeiro, Patrícia Moreno, Piluski, Paulo Cesar Faiad, Penteado, Paulo César Ferreira, Teixeira, Paulo Eduardo Portes, Alencar, Paulo Gilberto C., de Araujo, Paulo Henrique Mendes, di Tullio, Paulo Ottoni, Pires, Paulo Randal, Júnior, Paulo Randal Pires, Belangero, Paulo Santoro, Helito, Paulo Victor Partezani, Petersen, Pedro Araujo, LinharesGarcia, Pedro Braga, Pires, Pedro Henrique, Labronici, Pedro José, Neto, Pedro José Pires, Baptista, Pedro Péricles Ribeiro, Plapler, Pérola Grinberg, Pires, Priscilla, de Oliveira, Priscila Rosalba Domingos, Sposeto, Rafael Barban, Avelino, Rafael Lima, Mohriak, Rafael, Tobias, Raphael André, Marcon, Raphael Martus, Christian, Ralph Walter, Júnior, Rames Mattar, Paulos, Renata Gregorio, Caravellos, Renato, Ramos, Renato Franz Matta, Tavares, Renato Henriques, Abdalla, Rene Jorge, de Jesus Garcia Filho, Reynaldo, Tavares, Ricardo Antônio, da Cruz Lage, Ricardo, de Paula Leite Cury, Ricardo, Gobbi, Riccardo Gomes, Kobayashi, Ricardo, Nahas, Ricardo Munir, da Silva, Ricardo Pereira, Meves, Robert, Del Valhe Abi Rached, Roberto, de Oliveira Rocha, Roberto, Sobania, Roberto Luiz, Ikemoto, Roberto Yukio, Pires, Robinson Esteves Santos, de Mendonça, Rodrigo Furtado, Nicolau, Rodrigo Junqueira, Albuquerque, Rodrigo Pires e, Rodarte, Rodrigo Ribeiro Pinho, Bitar, Rogério Carneiro, Fuchs, Rogério, Barros, Rogério Meira, Bueno, Rogério Serpone, de Oliveira Bilhar, Romero Pinto, Albino, Rômulo Ballarin, de Andrade, Ronaldo Percopi, Júnior, Rosalvo Zósimo Bispo, de Godoy Junior, Rui Maciel, Fischer, Sergei Taggesell, Daher, Sérgio, Piedade, Sérgio Rocha, de Angelis Guerra Dotta, Thiago, Fuchs, Thiago, Coutinho, Thiago Pereira, Araújo, Thiego Pedro Freitas, Ribeiro, Tiango Aguiar, da Motta Mattar, Tiago Guedes, Fernandes, Tiago Lazzaretti, de Noronha Rocha, Tito Henrique, Fernandes, Túlio Diniz, de Oliveira Campos, Túlio Vinícius, de Castro, Ubiratan Brum, Tupinambás, Unai, Ramos, Victor Hugo Mariano, Giordano, Vincenzo, de Moraes, Vinícius Ynoe, de Carvalho, Vladimir Cordeiro, Albertoni, Walter, Júnior, Walter Vieira Mendes, da Silva, Wagner Nogueira, Valenza, Weverley Rubele, Dani, Wiliam Sotau, Mello, Wilson, Rossi, Wilson Roberto, and Abdouni, Yussef Ali

Published
2018

17. Avaliação da variação da temperatura cutânea, proteína C reativa e velocidade de hemossedimentação na artroplastia total do joelho primária, isenta de complicações

Author

Carvalho Júnior, Lúcio Honório de, Santos, Rogério Luciano dos, Mendonça, Celso Júnio Aguiar, Campos, Cícero Teixeira, and Andrade, Marco Antônio Percope de

Subjects
Joelho, Replacement, Temperature, Knee, Proteína C reativa, Temperatura, Artroplastia, C-reactive protein
Abstract

OBJETIVO: Estudar a variação dos valores da temperatura cutânea (deltaT) do sítio operatório, da proteína C reativa (PCR) e da velocidade de hemossedimentação (VHS) em pacientes submetidos a artroplastia total do joelho (ATJ) primária, tentando estabelecer correlação entre suas curvas ao longo do tempo. MATERIAL E MÉTODOS: Esse estudo clínico prospectivo, avaliou 29 pacientes acompanhados por 12 semanas, sendo aferida a temperatura cutânea em ambos os joelhos e realizada dosagem sérica da PCR e VHS. RESULTADOS: Após a comparação entre as variáveis testadas (deltaT, PCR e VHS), observou-se tanto para o teste de Pearson (avaliação paramétrica), quanto para o de Spearman (avaliação não-paramétrica) que não houve correlação estatística entre elas. A variação da temperatura cutânea segue um padrão diferente do observado tanto para a PCR quanto para a VHS, não existindo correlação entre as curvas. Foi estabelecida a curva padrão das três variáveis, verificando-se redução estatisticamente significativa nos valores da PCR e da VHS entre o pré e o pós-operatório. CONCLUSÃO: Não foi observada correlação entre a temperatura cutânea e os níveis de VHS e PCR em pacientes submetidos a ATJ primária, isenta de complicações. OBJECTIVE: To study the variation of skin temperature values (deltaT) on operative site, of reactive C protein (RCP) and of hemosedimentation speed (HSS) in patients submitted to primary knee total arthroplasty (KTA), in an attempt to establish a correlation among its curves over time. MATERIALS AND METHODS: This prospective clinical study evaluated 29 patients followed up during 12 weeks, with measurements of skin temperature in both knees and RCP and HSS serum dosages. RESULTS: After comparing the variables tested (deltaT, RCP and HSS), no statistical correlation was observed for both the Pearson’s test (parametric test) and the Spearman’s test (non-parametric test) among variables. Skin temperature variation follows a different pattern from that observed both for RCP and for HSS, with no correlation among curves. A standard curve was established for the three variables, and a statistically significant reduction was seen in RCP and HSS values from pre- to post-operative period. CONCLUSION: No correlation was observed between skin temperature and HSS and RCP levels in patients submitted to uncomplicated primary KTA.

Published
2006

20. Application of 3D Printing Technology in the Treatment of Hoffa's Fracture Nonunion.

Author

Mendonça CJA, Gasoto SC, Belo IM, Setti JAP, Soni JF, and Júnior BS

Abstract

Objective  To evaluate a proposed three-dimensional (3D) printing process of a biomodel developed with the aid of fused deposition modeling (FDM) technology based on computed tomography (CT) scans of an individual with nonunion of a coronal femoral condyle fracture (Hoffa's fracture). Materials and Methods  Thus, we used CT scans, which enable the evaluation of the 3D volumetric reconstruction of the anatomical model, as well as of the architecture and bone geometry of sites with complex anatomy, such as the joints. In addition, it enables the development of the virtual surgical planning (VSP) in a computer-aided design (CAD) software. This technology makes it possible to print full-scale anatomical models that can be used in surgical simulations for training and in the choice of the best placement of the implant according to the VSP. In the radiographic evaluation of the osteosynthesis of the Hoffa's fracture nonunion, we assessed the position of the implant in the 3D-printed anatomical model and in the patient's knee. Results  The 3D-printed anatomical model showed geometric and morphological characteristics similar to those of the actual bone. The position of the implants in relation to the nonunion line and anatomical landmarks showed great accuracy in the comparison of the patient's knee with the 3D-printed anatomical model. Conclusion  The use of the virtual anatomical model and the 3D-printed anatomical model with the additive manufacturing (AM) technology proved to be effective and useful in planning and performing the surgical treatment of Hoffa's fracture nonunion. Thus, it showed great accuracy in the reproducibility of the virtual surgical planning and the 3D-printed anatomical model., Competing Interests: Conflito de Interesses Os autores não têm conflito de interesses a declarar., (Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia. This is an open access article published by Thieme under the terms of the Creative Commons Attribution-NonDerivative-NonCommercial License, permitting copying and reproduction so long as the original work is given appropriate credit. Contents may not be used for commercial purposes, or adapted, remixed, transformed or built upon. ( https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ).)

Published
2022
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