Nome do Projeto
Desenvolvimento de cateter biodegradável e termossensível através da tecnologia 3D para uso em pacientes hospitalizados
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
18/11/2024 - 31/12/2027
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências da Saúde
Resumo
O projeto visa desenvolver cateter de acesso venoso central de inserção periférica com características inovadoras, como tecnologia antitrombogênica, biodegradável, de baixo custo e termossensível, utilizando a tecnologia de impressão 3D. Esse cateter tem potencial para revolucionar o atendimento a pacientes hospitalizados, especialmente aqueles que necessitam de acesso venoso prolongado, oferecendo um produto que, além de funcional, diminui riscos de complicações como trombose e infecções. O objetivo é aprimorar a qualidade dos cuidados com a saúde, tornando o processo de hospitalização mais seguro e eficiente, ao mesmo tempo em que reduz os custos com insumos médicos.
O projeto será desenvolvido em etapas, começando com um planejamento detalhado utilizando o ciclo PDCA (Plan, Do, Check, Act) para assegurar o acompanhamento contínuo do desenvolvimento. O processo envolve reuniões semanais para avaliação do progresso e ajustes no cronograma de atividades. Inicialmente, será feita uma análise aprofundada dos melhores materiais para a produção do cateter utilizando impressão 3D, com foco na escolha de materiais biodegradáveis e termossensíveis, adequados para uso em ambiente hospitalar. A escolha dos materiais é uma etapa fundamental, pois envolve garantir que o cateter tenha resistência suficiente para o uso prolongado, ao mesmo tempo que se degrade de maneira controlada e segura após o período de necessidade.
Após a fase de planejamento e escolha dos materiais, o projeto entra na fase de prototipagem, em que será desenvolvido o primeiro modelo do cateter. Em seguida, serão realizados testes in vitro, com foco na avaliação das propriedades antitrombogênicas, que são essenciais para minimizar os riscos de formação de coágulos durante o uso. Além disso, serão feitos testes de resistência a diferentes agentes químicos, como medicamentos e soluções intravenosas, para garantir a durabilidade e segurança do produto em ambientes hospitalares.
Os resultados esperados com o desenvolvimento desse cateter inovador são significativos. O primeiro marco é a criação de um protótipo funcional que atinja o nível TRL4 (Technology Readiness Level), o que significa que o produto estará pronto para testes mais avançados e avaliações em ambientes mais próximos dos reais. Além disso, o projeto visa a produção de uma dissertação de mestrado e o depósito de uma patente, o que contribuirá para o aumento do portfólio de inovações tecnológicas da equipe envolvida. Esses resultados têm o potencial de posicionar a equipe e o Programa de Pós-Graduação como referências em inovação tecnológica na área da saúde, aumentando a visibilidade das instituições participantes.
O grau de inovação do projeto é elevado, pois trata-se de um produto com características únicas: biodegradabilidade, termossensibilidade e tecnologia antitrombogênica, todas integradas em um cateter produzido por impressão 3D. O uso de materiais biodegradáveis não só beneficia o meio ambiente, mas também pode reduzir os custos hospitalares com a gestão de resíduos. A capacidade termossensível garante maior conforto e segurança para os pacientes, enquanto a atividade antitrombogênica diminui a incidência de complicações clínicas graves. Com isso, o potencial de uso da tecnologia é enorme, abrangendo desde hospitais públicos até grandes centros de pesquisa em saúde, além de contribuir para a inovação e o avanço tecnológico na área médica.
Objetivo Geral
- Desenvolver um cateter inovador em impressora 3D;
- Testar atividade antrombolítica in vitro;
- Avaliar a sua utilização com diferentes agentes químicos.
- Testar atividade antrombolítica in vitro;
- Avaliar a sua utilização com diferentes agentes químicos.
Justificativa
A justificativa para o desenvolvimento de um cateter biodegradável e termossensível, utilizando tecnologia 3D, baseia-se em necessidades e desafios enfrentados na prática clínica atual, especialmente no contexto de pacientes hospitalizados que requerem acesso venoso prolongado. A criação desse dispositivo inovador pode trazer benefícios práticos e econômicos, além de resolver problemas associados aos cateteres tradicionais.
Em primeiro lugar, os cateteres convencionais estão associados a alto risco de complicações, como trombose, infecções e reações adversas a longo prazo. A tecnologia antitrombogênica proposta neste projeto tem o potencial de minimizar a formação de coágulos e, consequentemente, reduzir a necessidade de intervenções médicas adicionais e tratamentos farmacológicos para complicações relacionadas à trombose. Isso contribuiria diretamente para a segurança do paciente e a diminuição dos custos hospitalares.
Em segundo lugar, a utilização de materiais biodegradáveis proporciona uma solução ecológica e sustentável para a substituição de cateteres, reduzindo o impacto ambiental gerado pelo descarte de dispositivos médicos plásticos. Além disso, a biodegradabilidade possibilita que o cateter se degrade de maneira controlada, o que é particularmente vantajoso em procedimentos de longa duração, eliminando a necessidade de remoções cirúrgicas em determinados casos.
A inclusão da propriedade termossensível no cateter também se justifica por melhorar a adaptabilidade do dispositivo às condições fisiológicas do paciente, resultando em maior conforto e menores riscos de rejeição ou complicações locais, como inflamação ou dor. Esse atributo pode promover uso mais eficiente e seguro do dispositivo em pacientes que necessitam de cuidados intensivos e de longo prazo.
Além disso, o uso da impressão 3D para a fabricação do cateter oferece uma oportunidade de inovação tecnológica, pois permite uma produção customizada, de baixo custo e com maior precisão. Isso pode reduzir significativamente os custos de produção e facilitar a adaptação do produto a diferentes necessidades clínicas. Dessa forma, o projeto aborda tanto as necessidades dos pacientes quanto as demandas por inovações tecnológicas na área da saúde, contribuindo para o avanço científico e tecnológico no campo dos dispositivos médicos.
Portanto, a justificativa central deste projeto reside na busca por soluções mais seguras, sustentáveis e econômicas para o uso hospitalar de cateteres, oferecendo um produto inovador que tem o potencial de impactar positivamente a saúde dos pacientes e a prática clínica, além de gerar avanços em inovação e desenvolvimento tecnológico.
Em primeiro lugar, os cateteres convencionais estão associados a alto risco de complicações, como trombose, infecções e reações adversas a longo prazo. A tecnologia antitrombogênica proposta neste projeto tem o potencial de minimizar a formação de coágulos e, consequentemente, reduzir a necessidade de intervenções médicas adicionais e tratamentos farmacológicos para complicações relacionadas à trombose. Isso contribuiria diretamente para a segurança do paciente e a diminuição dos custos hospitalares.
Em segundo lugar, a utilização de materiais biodegradáveis proporciona uma solução ecológica e sustentável para a substituição de cateteres, reduzindo o impacto ambiental gerado pelo descarte de dispositivos médicos plásticos. Além disso, a biodegradabilidade possibilita que o cateter se degrade de maneira controlada, o que é particularmente vantajoso em procedimentos de longa duração, eliminando a necessidade de remoções cirúrgicas em determinados casos.
A inclusão da propriedade termossensível no cateter também se justifica por melhorar a adaptabilidade do dispositivo às condições fisiológicas do paciente, resultando em maior conforto e menores riscos de rejeição ou complicações locais, como inflamação ou dor. Esse atributo pode promover uso mais eficiente e seguro do dispositivo em pacientes que necessitam de cuidados intensivos e de longo prazo.
Além disso, o uso da impressão 3D para a fabricação do cateter oferece uma oportunidade de inovação tecnológica, pois permite uma produção customizada, de baixo custo e com maior precisão. Isso pode reduzir significativamente os custos de produção e facilitar a adaptação do produto a diferentes necessidades clínicas. Dessa forma, o projeto aborda tanto as necessidades dos pacientes quanto as demandas por inovações tecnológicas na área da saúde, contribuindo para o avanço científico e tecnológico no campo dos dispositivos médicos.
Portanto, a justificativa central deste projeto reside na busca por soluções mais seguras, sustentáveis e econômicas para o uso hospitalar de cateteres, oferecendo um produto inovador que tem o potencial de impactar positivamente a saúde dos pacientes e a prática clínica, além de gerar avanços em inovação e desenvolvimento tecnológico.
Metodologia
O desenvolvimento do cateter biodegradável e termossensível será conduzido utilizando uma abordagem sistemática e baseada em ciclos de melhoria contínua, por meio da aplicação do método PDCA (Plan-Do-Check-Act). A metodologia será estruturada em fases, garantindo a organização e controle do processo.
1. Planejamento (Plan):
Na fase inicial, será realizada uma pesquisa bibliográfica para identificar os materiais com propriedades adequadas para a construção de um cateter com características antitrombogênicas, biodegradáveis e termossensíveis. Esta etapa incluirá a análise de diferentes polímeros biodegradáveis e aditivos que possam conferir resistência e segurança ao dispositivo. Simultaneamente, será elaborado um cronograma detalhado de atividades com metas e prazos específicos para cada etapa do desenvolvimento. Serão realizadas reuniões semanais com a equipe de pesquisa para revisar o andamento e ajustar estratégias conforme necessário.
2. Execução (Do):
Com base nos materiais selecionados, será iniciado o desenvolvimento do protótipo do cateter usando tecnologia de impressão 3D. Diferentes composições e parâmetros de impressão serão testados para garantir a integridade estrutural e funcionalidade do dispositivo. A manufatura do protótipo será ajustada conforme a resposta dos primeiros testes de impressão. Além disso, serão conduzidos experimentos iniciais para avaliar a capacidade de biodegradabilidade e a responsividade termossensível dos materiais selecionados.
3. Verificação (Check):
Nesta fase, o cateter desenvolvido será submetido a uma série de testes in vitro. Os testes incluirão:
- Testes antitrombogênicos: Para avaliar a capacidade do material em inibir a formação de trombos, serão realizados ensaios com plasma sanguíneo humano, medindo-se a taxa de formação de coágulos em diferentes condições.
- Testes de resistência química: O protótipo será exposto a diferentes agentes químicos, incluindo soluções ácidas, alcalinas e salinas, com o objetivo de verificar sua estabilidade estrutural e durabilidade em condições fisiológicas adversas.
- Testes de biodegradabilidade: Serão realizados ensaios para avaliar a taxa de degradação do material em condições controladas, simulando o ambiente interno do corpo humano.
4. Ação (Act):
Após a análise dos resultados dos testes, eventuais falhas ou áreas de melhoria serão identificadas e implementadas. Novos ajustes serão feitos na formulação dos materiais ou no design do protótipo, caso seja necessário. O processo será repetido até que o cateter atinja os parâmetros desejados de desempenho e segurança.
5. Validação e Análise Final:
Ao fim do ciclo de desenvolvimento, os resultados serão analisados em termos de eficácia antitrombogênica, biodegradabilidade e resistência a agentes químicos, com base em critérios estabelecidos. Se os resultados forem satisfatórios, será realizada a validação final para a possível aplicação em testes pré-clínicos e eventual registro de patente. O protótipo final será então submetido a revisões de especialistas para assegurar sua viabilidade e potencial de mercado.
1. Planejamento (Plan):
Na fase inicial, será realizada uma pesquisa bibliográfica para identificar os materiais com propriedades adequadas para a construção de um cateter com características antitrombogênicas, biodegradáveis e termossensíveis. Esta etapa incluirá a análise de diferentes polímeros biodegradáveis e aditivos que possam conferir resistência e segurança ao dispositivo. Simultaneamente, será elaborado um cronograma detalhado de atividades com metas e prazos específicos para cada etapa do desenvolvimento. Serão realizadas reuniões semanais com a equipe de pesquisa para revisar o andamento e ajustar estratégias conforme necessário.
2. Execução (Do):
Com base nos materiais selecionados, será iniciado o desenvolvimento do protótipo do cateter usando tecnologia de impressão 3D. Diferentes composições e parâmetros de impressão serão testados para garantir a integridade estrutural e funcionalidade do dispositivo. A manufatura do protótipo será ajustada conforme a resposta dos primeiros testes de impressão. Além disso, serão conduzidos experimentos iniciais para avaliar a capacidade de biodegradabilidade e a responsividade termossensível dos materiais selecionados.
3. Verificação (Check):
Nesta fase, o cateter desenvolvido será submetido a uma série de testes in vitro. Os testes incluirão:
- Testes antitrombogênicos: Para avaliar a capacidade do material em inibir a formação de trombos, serão realizados ensaios com plasma sanguíneo humano, medindo-se a taxa de formação de coágulos em diferentes condições.
- Testes de resistência química: O protótipo será exposto a diferentes agentes químicos, incluindo soluções ácidas, alcalinas e salinas, com o objetivo de verificar sua estabilidade estrutural e durabilidade em condições fisiológicas adversas.
- Testes de biodegradabilidade: Serão realizados ensaios para avaliar a taxa de degradação do material em condições controladas, simulando o ambiente interno do corpo humano.
4. Ação (Act):
Após a análise dos resultados dos testes, eventuais falhas ou áreas de melhoria serão identificadas e implementadas. Novos ajustes serão feitos na formulação dos materiais ou no design do protótipo, caso seja necessário. O processo será repetido até que o cateter atinja os parâmetros desejados de desempenho e segurança.
5. Validação e Análise Final:
Ao fim do ciclo de desenvolvimento, os resultados serão analisados em termos de eficácia antitrombogênica, biodegradabilidade e resistência a agentes químicos, com base em critérios estabelecidos. Se os resultados forem satisfatórios, será realizada a validação final para a possível aplicação em testes pré-clínicos e eventual registro de patente. O protótipo final será então submetido a revisões de especialistas para assegurar sua viabilidade e potencial de mercado.
Indicadores, Metas e Resultados
- Transformar uma ideia em um protótipo para que chegue até o TRL4, produzir uma dissertação de mestrado e uma patente.
- Aumentar o número de artigos, patentes da equipe e do Programa de Pós-Graduação e auxiliar os Programas com o intuito de aumentar seu conceito.
- Aumentar o número de estudantes participando em congressos;
- Visibilidade das instituições em inovação e desenvolvimento tecnológico.
- Aumentar o número de artigos, patentes da equipe e do Programa de Pós-Graduação e auxiliar os Programas com o intuito de aumentar seu conceito.
- Aumentar o número de estudantes participando em congressos;
- Visibilidade das instituições em inovação e desenvolvimento tecnológico.
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|---|---|---|
| CLARICE ALVES BONOW | 6 | ||
| JOSIANE DE OLIVEIRA FEIJÓ | |||
| WELINTON DA SILVA PAULSEN |