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A complexidade no tratamento de defeitos ósseos no crânio tem gerado desafios no mundo da neurocirurgia. Cranioplastias se conectam cada vez mais ao desenvolvimento tecnológico e à integração entre diferentes áreas do conhecimento, buscando aprimorar resultados. O objetivo geral deste estudo foi mapear as etapas de desenvolvimento e produção de uma prótese craniana. Este estudo, foi dividido em três capítulos: O capítulo 1 descreve uma abordagem referente aos tópicos de impressão tridimensional, cranioplastia e sobre as empresas healthtechs. O capítulo 2 detalha o processo para captação, tratamento e modelamento de imagem, proveniente dos exames de tomografia computadorizada, foi analisado tópico a tópico com a finalidade de futuramente manufaturar próteses personalizadas por meio do processo de impressão tridimensional. O capítulo 3 apresenta um estudo pré-clínico em porcos com o objetivo de analisar a acurácia da cranioplastia, intermediada pela prototipagem tridimensional. Trata-se de dois estudos descritivos e um estudo préclínico. Nesses estudos são detalhadas as etapas necessárias para o desenvolvimento de um novo processo de aquisição de imagens de tomografia computadorizada, tratamento, modelagem e por fim impressão tridimensional de uma prótese. O estudo foi realizado na cidade de Curitiba, em parceria com o biotério da Universidade Positivo e o Instituto de Neurologia de Curitiba (INC), onde foram realizados os procedimentos pré-clínicos e os exames de tomografia computadorizada. O desenvolvimento do novo método de captação, modelamento e processamento de imagem juntamente com a produção e implantação das próteses, resultaram na elaboração transoperatória do implante de PMMA usando-se o molde prototipado como matriz. Houve encaixe da prótese sem folga e não houve necessidade de ajustes no protótipo. Diante do conhecimento a respeito das técnicas que já foram descritas na literatura e são utilizadas hoje em dia para este procedimento cirúrgico, o estudo buscou demonstrar a sistematização da técnica de reconstrução, via prototipagem rápida. Concluiu-se que as impressoras 3D são apropriadas para a produção de próteses cranianas e devem ser incorporadas a medicina personalizada. The complexity in the treatment of skull defects has raised challenges in the area of neurosurgery. Seeking to improve results, cranioplasty is increasingly connected with technological developments and the integration between different areas of knowledge. The objective of this study was to map the stages of development and production of a cranial prosthesis. The study was divided in three chapters. The first chapter describes an approach regarding 3D printing, cranioplasty and healthtech businesses. The second chapter details the process of capturing, processing and modeling images from computed tomography, with a topic by topic analysis done with the objective of manufacturing personalized, or custom-fit, prosthesis by 3D printing in the future. The third chapter presents a pre-clinical trial on pigs with the goal of analyzing the accuracy of cranioplasty intermediated by 3D prototyping. This project has two descriptive studies and a pre-clinical trial. These studies detail the steps to develop a new process for the acquisition and processing of a computed tomography image, and for the modeling and 3D printing of a prosthesis. The study was performed in the city of Curitiba, in partnership with the Positivo University vivarium and the Curitiba Neurological Institute (INC), where the pre-clinical procedures and the computed tomography exams were performed. The development of a new image acquisition, modeling and processing method, with the production and implementation of the prosthesis, resulted in satisfactory pre-clinical results. The prosthesis fit adequately without clearance, and without need of reworking the prototype. Production costs decreased as well as time of production and surgery. In view of the techniques currently used for this surgical procedure, as described in the literature, this study sought the improvement of the reconstruction technique via fast prototyping. Threedimensional printers are increasingly present in the development of new health technologies, and this study showed that they are appropriate for the production of cranial prostheses, and a reliable tool for personalized medicine.

Orientador: Edi Lúcia Sartorato Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Doença de Ménière (DM) é um distúrbio complexo do ouvido interno caracterizado pela tríade de episódios recorrentes de vertigem, zumbido e plenitude aural, que se associam a uma perda auditiva progressiva. A DM é uma das vestibulopatias mais frequentes, com prevalência de 46 a 200 casos em cada 100 mil indivíduos. Ela varia em cada etnia e região, tendo uma prevalência conhecida em caucasianos, embora não hajam dados desta prevalência no Brasil. Além disso, não existe diferença de distribuição entre os sexos nos pacientes afetados pela DM. Embora a etiologia desta labirintopatia ainda seja desconhecida, é provável que seja resultado de uma interação entre fatores ambientais e genéticos. Caracterizar molecularmente a DM tem sido um desafio ao longo dos anos. O objetivo deste estudo foi rastrear variantes em genes candidatos em 30 pacientes clinicamente diagnosticados com Doença de Ménière, com a proposta de um possível algoritmo para o diagnóstico molecular facilitado, visando à medicina personalizada. Para tanto, foram investigados os genes DPT, SEMA3D, KCNE3, SLC44A2, PRKCB e a variante intergênica rs4947296 pela técnica de Sequenciamento Automático de Sanger. Não foi encontrada nenhuma variante relacionada à DM nos genes DPT, SEMA3D, PRKCB ou na variante rs4947296. Entre as variantes observadas, com possível relação com a DM, no gene KCNE3, foi encontrada a variante rs2270676 (c.198T>C) em cinco pacientes. Entretanto estudos in silico realizados ainda são contraditórios, indicando a necessidade de estudos funcionais para elucidar as possíveis alterações fenotípicas. No gene SLC44A2 também foram encontradas as variantes rs3087969 (c.198T>C) e rs2288904 (c.455A>G). Embora essas variantes sejam polimórficas, estudos já estabeleceram a relação de ambas em heterozigose com casos graves de DM, uma vez que, a expressão da proteína nesses casos é afetada. Entretanto, análise de prontuários sobre a evolução da DM nos pacientes refutam que haja qualquer associação entre as variantes rs2288904 e rs3087969 e a forma grave da doença. Também não foi encontrado o alelo A/G da variante intergênica rs4947296 no indivíduos. Estudos funcionais recentes sobre essa variante demonstraram sua regulação em diversos genes, incluindo as vias TWEAK/Fn14, que controlam processos inflamatórios, o que sugere uma etiologia autoimune para os pacientes com DM portadores da variante. A proposta principal do presente estudo foi estabelecer um algoritmo para o diagnóstico molecular da DM com a finalidade de facilitar e melhorar o processo de diagnóstico, bem como a construção de uma painel gênico que inclua todas essas variantes a fim de melhorar, agilizar e reduzir custos na triagem molecular da DM Abstract: Ménière¿s Disease (MD) is an inner ear complex disorder characterized by recurrent episodes of spontaneous vertigo, tinnitus, fluctuating sensorineural hearing loss and aural fullness. MD is one of the most frequent vestibular disorders, with a prevalence rate of 46 to 200 cases in 100 thousand individuals. It ranges within each region and ethnicity, with a higher prevalence in Caucasians, but there is no such data in Brazilian population. Also, there is no difference of gender distribution in patients with MD. Although its etiology is unknown, it may be a result of the interplay between environmental and genetic factors. It has been a challenge to diagnose it through genetic investigations. The aim of this study was to search for variants in candidates genes in 30 patients clinically diagnosed with Ménière¿s Disease, with a proposal of a likely algorithm to the easier molecular diagnosis towards the personalized medicine. Therefore, we investigated the genes DPT, SEMA3D, KCNE3, SLC44A2, PRKCB and the intergenic variant rs4947296 through Sanger Sequencing technique. Within the observed variants, with a possible association to MD, in the gene KCNE3 it was found the variant rs2270676 (c.198T>C) in five patients. However, in silico predictions are still contradictory, indicating the necessity of functional studies to elucidate the possible phenotypic alterations. In the gene SLC44A2 it was found the variants rs3087969 (c.198T>C) and rs2288904 (c.455A>G). Even though these are polymorphic variants, studies have already set the association of both in heterozygosity with cases of severe MD since the expression of the protein in this case is affected. However, the study of medical records of the patients regarding the evolution of the disease refutes the theory that there is any association between the variants rs2288904 and rs3087969 with severe cases of MD. Also, the A/G allele of the intergenic variant rs4947296 has not been found in the subjects. Recent functional studies have shown its regulation in a range of genes, including the TWEAK/Fn14 pathway, which controls the inflammatory processes. It suggests an autoimmune etiology for the MD patients carriers of this variant. The main proposal of the present study was to be able to establish an algorithm to the molecular diagnose of MD with the purpose to easy and improve the diagnose process, aiming a personalized medicine, as well as the proposal of manufacturing a genic panel that includes all these variants looking towards to the improvement, agility and lessen costs to molecular screening of MD Mestrado Genética Médica Mestra em Ciências CAPES 88882.434953/2019-01