Fabricação Digital de Implantes Ortopédicos Customizados (Digital Manufacturing of Customized Orthopaedic Implants)
Número do projeto
19214
Referência do projeto
MPr-2023-4 – SIID – Internacionalização de I&D
Organismo de financiamento
ANI (Agência Nacional de Inovação)
Programa de financiamento
COMPETE2030-FEDER-01654300, LISBOA2030-FEDER-01654300
Financiamento elegível
Portugal: 1.342.496,04€
Promotor líder
- Clínica Espregueira – FIFA Medical Centre of Excellence
Parceiros do consórcio
- Instituto de Soldadura e Qualidade – ISQ (https://www.isq.pt/)
- PeekMed (https://www.peekmed.com/)
Duração
Data de início: 05-05-2025
Data de fim: 04-05-2028
Consórcio europeu
O projeto ADAPT insere-se no programa SMART EUREKA CLUSTER (https://www.eurekanetwork.org/) com o código S0737, que além do apoio da Agência Nacional de Inovação (ANI), conta ainda com o apoio da Austrian Research Promotion Agency (FFG) para os paceiros de consórcio europeu:
- DISTech Disruptive Technologies (https://distech-group.com/)
- Austrian Academy of Sciences – Österreichische Akademie der Wissenschaften – ÖAW (https://www.oeaw.ac.at/en/)
Quem somos
O projeto ADAPT integra um amplo espectro de disciplinas e traz inerentemente conhecimento multidisciplinar ao abordar tecnologias como, Inteligência Artificial, Computação em Nuvem, Fabricação Avançada e Materiais Metálicos Biocompatíveis, abordando toda a cadeia de valor da Fabricação Aditiva de Implantes Ortopédicos Customizados. Assim, o consórcio está inserido em um ecossistema industrial envolvendo 5 parceiros de 2 países (Portugal e Áustria). O consórcio é estruturado por três PMEs: clínica ortopédica (Clínica Espregueira – FIFA Medical Centre of Excellence, Portugal), tecnologia médica (PeekMed, Portugal) e fabricação industrial (DISTech Disruptive Technologies, Áustria), um centro de tecnologia sem fins lucrativos (Instituto de Soldadura e Qualidade – ISQ, Portugal) e uma instituição acadêmica (Austrian Academy of Sciences – Österreichische Akademie der Wissenschaften – ÖAW, Áustria).
Breve resumo
O projeto ADAPT visa integrar avanços tecnológicos e digitais no campo da Fabricação Avançada de Implantes Ortopédicos Customizados, para enfrentar os altos requisitos (geometrias complexas e estruturas exigentes) na fabricação de implantes metálicos customizados para a anca e joelho. O projeto implementa e amplia uma gama de soluções propostas ao longo dos vários estágios da Fabricação Aditiva (FA), desde o projeto de implantes inteligentes e tecnologias avançadas como Fusão a Laser em Cama de Pó (PBF-LB) até o pós-processamento e controlo de qualidade. A FA compreende a melhor solução para a fabricação de geometrias complexas e construção de implantes customizados. Assim, o Projeto aborda os estágios de fabricação a partir de dados digitais (tomografia computadorizada, CADs 3D) até pós-processamento e controlo de qualidade, ou seja, etapas que afetam diretamente o desempenho, a autonomia e a flexibilidade da FA industrial de implantes metálicos. O ADAPT aborda a FA de implantes introduzindo ligas de beta-Tide grau médico com maior biocompatibilidade mecânica, com controlo do grau de porosidades em escala microestrutural por meio da tecnologia PBF-LB. Os avanços digitais do projeto promovem maior otimização com uma abordagem “First-Time-Right”, substituindo o tradicional “tentativa e erro”, reduzindo o uso de material, energia e peças defeituosas, com ganhos em toda a cadeia de valor. O projeto ADAPT aposta na inovação, sustentabilidade e coesão social, promovendo a digitalização, a fabricação avançada e a competitividade industrial no setor biomédico europeu.
Objetivos
O projeto ADAPT tem como objetivo demonstrar, em escala industrial, avanços tecnológicos integrados ao Fabrico Aditivo (FA) para o desenvolvimento de implantes metálicos customizados da anca e do joelho, caracterizados por elevada complexidade geométrica e rigorosos padrões de qualidade. A iniciativa abrange todo o ciclo produtivo — desde o design inteligente, a fusão a laser em cama de pó (PBF-LB), até ao pós-processamento e controlo de qualidade — assegurando precisão, desempenho e biocompatibilidade.
- Desenvolver algoritmos baseados em Inteligência Artificial (IA) para a segmentação automática de imagens de estruturas ósseas obtidas por tomografia computorizada, visando maior precisão diagnóstica e apoio ao planeamento cirúrgico;
- Desenvolver algoritmos de desenho generativo tridimensional para a conceção de implantes ortopédicos customizados da anca e joelho, promovendo soluções personalizadas e otimizadas para cada paciente;
- Implementar sistemas digitais de modelagem matemática e simulação computacional (digital twins) aplicados à Fabricação Aditiva (FA), em múltiplas escalas e condições de materiais, para previsão e otimização de processos;
- Desenvolver e implementar trajetórias laser avançadas e geometricamente especializadas no processo de Fusão a Laser em Cama de Pó (PBF-LB), assegurando controlo preciso da entrega térmica e minimização de tensões residuais nos implantes ortopédicos;
- Executar o pós-processamento e validação dos protótipos de anca e joelho, incluindo ensaios in vitro, controlo de qualidade e certificação das geometrias e processos de Fabricação Aditiva;
- Desenvolver processos de Atomização de Pós Metálicos por Ultrassom para a produção de ligas de titânio biomédicas (Ti-6Al-4V, Ti-13Nb-13Zr, Ti-12Mo-6Zr-2Fe) qualificadas segundo normas ASTM, garantindo propriedades mecânicas, funcionais e de biocompatibilidade de elevada exigência;
- Criar uma cadeia de processos para reciclagem de materiais metálicos utilizados em implantes ortopédicos, com base na Atomização de Pós Metálicos por Ultrassom, promovendo sustentabilidade, redução de custos e economia circular no setor biomédico.
