Digitalização e impressão tridimensional de crânios de mamíferos silvestres brasileiros para o ensino de anatomia veterinária comparadaResumo
O uso de tecnologias digitais no ensino de anatomia tem se expandido significativamente nos últimos anos, proporcionando novas possibilidades para visualização e reprodução de estruturas biológicas. Nesse contexto, a digitalização tridimensional (3D) e a manufatura aditiva têm se destacado como ferramentas promissoras para o desenvolvimento de recursos didáticos anatômicos. Este estudo teve como objetivo desenvolver modelos digitais e réplicas impressas em 3D de crânios de mamíferos silvestres brasileiros e avaliar a geração das malhas e a viabilidade técnica para impressão 3D na anatomia veterinária comparada. Crânios de diferentes espécies de mamíferos silvestres foram preparados por meio de técnicas osteotécnicas e digitalizados utilizando um scanner 3D de luz estruturada. As nuvens de pontos obtidas foram convertidas em malhas poligonais, editadas e refinadas com o auxílio de softwares especializados, e exportadas em formato STL. Os modelos físicos foram produzidos por manufatura aditiva utilizando modelagem por deposição fundida (FDM) com filamento de ácido polilático (PLA). A maioria dos espécimes gerou malhas poligonais adequadas para manufatura aditiva, permitindo a preservação das principais características morfológicas macroscópicas nos modelos impressos. Limitações foram observadas em estruturas com geometrias complexas ou propriedades superficiais específicas, as quais influenciaram a qualidade da digitalização e demandaram processamento adicional das malhas. A integração entre digitalização 3D e manufatura aditiva mostrou-se uma abordagem tecnicamente viável para a produção de modelos anatômicos de mamíferos silvestres. Embora não tenha sido realizada validação morfométrica quantitativa, essas tecnologias podem representar recursos didáticos complementares na anatomia veterinária comparada e contribuir para ampliar o acesso a materiais anatômicos em contextos nos quais o acesso a espécimes biológicos é limitado.
Palavras-chave:
manufatura aditiva; anatomia comparada; osteologia; ensino veterinário
Abstract
Three-dimensional (3D) digitalization and additive manufacturing have emerged as promising tools for anatomical education, particularly in contexts where access to biological specimens is limited. This study aimed to develop digital models and three-dimensional printed replicas of skulls from Brazilian wild mammal species and to evaluate mesh generation and technical feasibility for 3D printing in comparative veterinary anatomy. Skulls from multiple wild mammal species were prepared using osteotechnical procedures and digitized using a structured-light 3D scanner. The resulting point clouds were converted into polygonal meshes, edited and refined using specialized software, and then exported as STL files. Physical models were produced using fused deposition modeling (FDM) with polylactic acid (PLA) filament. Most specimens generated polygonal meshes suitable for additive manufacturing, enabling preservation of major macroscopic morphological features in the printed models. Limitations were observed in structures with complex geometries or specific surface properties, which affected scanning quality and required additional mesh processing. Integrating 3D scanning and additive manufacturing proved to be a technically feasible approach for producing anatomical models of wild mammals. Although no quantitative morphometric validation was performed, these technologies may represent complementary educational resources in comparative veterinary anatomy and may contribute to expanding access to anatomical materials in contexts where biological specimens are limited.
Keywords:
additive manufacturing; comparative anatomy; osteology; veterinary education
1. Introdução
O estudo da anatomia tem como objetivo compreender a forma, a disposição e a estrutura dos tecidos e órgãos que compõem o organismo. O termo anatomia deriva do grego e significa “cortar em partes”, refletindo o uso tradicional da dissecação de cadáveres como método fundamental no processo de ensino e aprendizagem nas ciências médicas e veterinárias (1). Essa abordagem permanece essencial para a formação de profissionais de diversas áreas, especialmente aquelas relacionadas à saúde humana e animal.
A osteologia, ramo da anatomia dedicado ao estudo dos ossos e de suas estruturas associadas, desempenha papel fundamental na compreensão da organização do sistema esquelético. Esse sistema exerce funções essenciais, como sustentação corporal, proteção de órgãos vitais, locomoção, hematopoiese e armazenamento de minerais indispensáveis ao organismo (1,2). Dessa forma, o entendimento detalhado da anatomia óssea e de suas variações morfológicas é indispensável tanto na medicina humana quanto na medicina veterinária (3,4). Nesse contexto, as coleções osteológicas representam importantes recursos para o estudo da anatomia comparada nas ciências veterinárias, possibilitando a identificação, classificação e comparação dos sistemas esqueléticos entre diferentes espécies animais.
A preservação e a manutenção de coleções osteológicas são particularmente relevantes em países com elevada biodiversidade, como o Brasil, onde uma ampla diversidade de espécies de mamíferos silvestres pode estar representada em acervos anatômicos (5,6). Essas coleções desempenham papel importante no ensino e na pesquisa, subsidiando estudos sobre variações morfológicas e a relação entre estrutura anatômica e função ecológica.
As diferenças morfológicas entre os táxons frequentemente refletem adaptações evolutivas relacionadas aos hábitos alimentares e aos nichos ecológicos. Mamíferos carnívoros, por exemplo, geralmente apresentam dentes afiados e pontiagudos adaptados à captura e dilaceração de presas, enquanto espécies herbívoras possuem molares achatados, adequados para a trituração de material vegetal. Em contraste, espécies como os tamanduás (ordem Xenarthra) não apresentam dentição e exibem adaptações alimentares altamente especializadas. Essas variações morfológicas reforçam a relevância dos estudos de anatomia comparada entre diferentes táxons de mamíferos (7). Entretanto, a disponibilidade de espécimes osteológicos de animais silvestres em coleções didáticas frequentemente é limitada. A obtenção, preparação e preservação do material esquelético podem envolver dificuldades logísticas, questões éticas e restrições relacionadas à conservação das espécies, reduzindo o acesso a materiais anatômicos representativos para a formação veterinária.
As tecnologias de captura e digitalização tridimensional (3D), inicialmente desenvolvidas para inspeção industrial, expandiram-se nas últimas décadas para diversas áreas científicas, incluindo medicina, odontologia e ciências biológicas (8). No contexto educacional, essas ferramentas possibilitam a criação de modelos anatômicos digitais interativos, que podem ser manipulados em ambientes virtuais e reproduzidos fisicamente por meio de tecnologias de impressão tridimensional (9).
O rápido desenvolvimento das tecnologias de impressão 3D ampliou a acessibilidade a essas ferramentas, tornando possível a digitalização, reprodução e preservação de espécimes anatômicos. Esses recursos têm demonstrado potencial significativo no ensino de graduação em Medicina Veterinária, apoiando atividades práticas e facilitando o estudo das estruturas anatômicas (10,11). Além disso, a produção de réplicas anatômicas de animais silvestres pode ampliar a diversidade de espécies disponíveis para estudos de anatomia comparada (12). Apesar desses avanços, ainda persistem desafios relacionados à reconstrução digital e à impressão de estruturas anatômicas complexas, como os crânios, que frequentemente apresentam geometrias intricadas e estruturas ósseas delgadas capazes de comprometer a preservação de detalhes anatômicos nos modelos impressos.
Dessa forma, este estudo teve como objetivo desenvolver modelos digitais e réplicas impressas em três dimensões de crânios de mamíferos silvestres brasileiros, avaliando as características das malhas geradas, sua adequação para impressão 3D e sua aplicabilidade como recurso didático para o ensino de anatomia veterinária comparada.
2. Material e métodos
2.1 Seleção dos espécimes
Aseleção das espécies silvestres e das estruturas anatômicas foi baseada na disponibilidade de espécimes provenientes de animais que vieram a óbito naturalmente e foram recebidos pelo Centro de Medicina e Pesquisa em Animais Selvagens (CEMPAS), da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia (FMVZ), Universidade Estadual Paulista (UNESP), campus de Botucatu, bem como pelo Zoológico Municipal de Bauru. Espécimes adicionais foram obtidos de coleções anatômicas da Universidade Paulista (UNIP), campus de Bauru, e dos setores de Zoologia e Anatomia do Departamento de Biologia Estrutural e Funcional do Instituto de Biociências (IBB), UNESP, Botucatu.
Os espécimes analisados consistiram principalmente de crânios de diferentes espécies de mamíferos silvestres, incluindo Puma concolor, Leopardus pardalis, Leopardus tigrinus, Chrysocyon brachyurus, Lontra longicaudis, Sapajus sp., Myrmecophaga tridactyla, Tamandua tetradactyla, Dasypus novemcinctus, Didelphis albiventris, Marmosops paulensis, Hydrochoerus hydrochaeris, Cuniculus paca, Dasyprocta sp., Pecari tajacu e Subulo gouazoubira. Estruturas adicionais não pertencentes a mamíferos, incluindo um bico de tucano (família Ramphastidae) e um fragmento de carapaça/plastrão de tartaruga de água doce (Trachemys dorbigni), bem como galhadas de cervídeo (Subulo gouazoubira), foram utilizadas como estruturas preliminares de teste para avaliar limitações técnicas relacionadas às propriedades de superfície, refletividade e complexidade geométrica durante o processo de digitalização.
Todos os procedimentos seguiram as diretrizes éticas estabelecidas pela legislação brasileira (Lei nº 11.794/2008; Decreto nº 6.899/2009) e as regulamentações do Conselho Nacional de Controle de Experimentação Animal (CONCEA), sob aprovação do Comitê de Ética no Uso de Animais (CEUA; protocolo nº 0376/2023).
2.2 Preparação dos espécimes
As estruturas esqueléticas foram preparadas por meio de procedimentos osteotécnicos adaptados a partir de técnicas anatômicas padronizadas (13), visando à obtenção de espécimes ósseos limpos e adequados à digitalização. Os espécimes congelados foram descongelados à temperatura ambiente por aproximadamente 12 horas, seguidos da remoção manual dos tecidos moles utilizando pinças anatômicas, bisturis e tesouras.
Após a limpeza mecânica, os ossos foram mantidos em água por aproximadamente 45 dias para permitir a maceração natural e a remoção completa dos tecidos moles residuais. Com base na condição dos espécimes, procedimentos adicionais, como fervura, desengorduramento e clareamento, não foram necessários. Todos os procedimentos osteotécnicos foram realizados no Laboratório de Anatomia do Instituto de Biociências (IBB), UNESP, Botucatu. O fluxo metodológico geral encontra-se ilustrado na Figura 1.
Fluxo metodológico da digitalização e reprodução tridimensional de crânios de mamíferos silvestres para fins anatômicos e educacionais. O processo incluiu: (A) preparação osteotécnica do espécime; (B) maceração em água; (C) digitalização utilizando scanner 3D de luz estruturada; (D) geração da nuvem de pontos; (E) processamento digital das malhas; e (F) produção dos biomodelos por impressão 3D.
2.3 Digitalização tridimensional
A digitalização tridimensional das estruturas anatômicas foi realizada utilizando um scanner 3D de luz estruturada (EinScan-SE, Shining 3D). O scanner projeta um padrão de luz estruturada sobre a superfície do objeto, enquanto dois sensores ópticos capturam a luz refletida, permitindo a reconstrução geométrica por meio de triangulação.
O fluxo de trabalho de digitalização foi adaptado a partir de protocolos de aquisição de superfícies por luz estruturada previamente aplicados a estruturas biológicas e materiais anatômicos (14). Ajustes foram realizados de acordo com o tamanho, a geometria e as características de superfície dos espécimes, visando otimizar a detecção da superfície e a aquisição dos dados.
O processo de digitalização gerou nuvens de pontos tridimensionais, as quais foram processadas utilizando o software EXScan S (versão 3.1.0.1). Os espécimes foram posicionados sobre uma plataforma rotatória e digitalizados a partir de múltiplos ângulos, a fim de garantir aquisição completa da superfície. Cada digitalização consistiu em aproximadamente 20 sequências de captura (“takes”) por rotação.
Uma fina camada de spray revelador fosco (Spotcheck SKD-S2) foi aplicada previamente à digitalização para melhorar a detecção da superfície, minimizar a reflexão da luz e otimizar a aquisição da nuvem de pontos quando necessário, especialmente em espécimes com superfícies reflexivas ou escuras.
O tempo médio de digitalização de cada estrutura foi de aproximadamente 30 minutos. Todas as sessões de digitalização foram realizadas no Laboratório de Ergonomia e Interfaces (LEI), no Centro Avançado de Desenvolvimento de Produtos (CADEP) e no Laboratório de Zoologia do Instituto de Biociências (IBB), UNESP.
2.4 Processamento das malhas
As nuvens de pontos geradas durante a digitalização foram convertidas em malhas poligonais e exportadas no formato Standard Triangle Language (STL), o qual representa as superfícies dos objetos como conjuntos de facetas triangulares, sendo amplamente utilizado em manufatura aditiva.
A edição e o reparo das malhas foram realizados utilizando o software GOM Inspect (versão gratuita). As etapas de processamento incluíram a remoção dos suportes de digitalização, eliminação de artefatos e ruídos gerados durante o alinhamento das nuvens de pontos, bem como a correção de imperfeições das malhas. As lacunas (holes) foram preenchidas utilizando ferramentas de conexão de malhas (mesh bridging) para garantir superfícies contínuas adequadas à manufatura aditiva. Operações adicionais de suavização e refinamento foram aplicadas quando necessário, visando melhorar a qualidade da superfície, ao mesmo tempo em que se preservavam as principais características anatômicas macroscópicas.
A qualidade das malhas foi avaliada qualitativamente com base na continuidade da superfície, ausência de artefatos incompatíveis com a fabricação, viabilidade da geração e impressão dos arquivos STL, extensão das correções manuais necessárias, preservação das principais características anatômicas macroscópicas e produção bem-sucedida do modelo final impresso.
2.5 Impressão tridimensional
Os modelos finais em formato STL foram preparados para impressão utilizando o software Ultimaker Cura (versão 4.13.1). A orientação dos modelos durante o fatiamento (slicing) foi definida individualmente devido à geometria complexa das estruturas anatômicas, com o objetivo de minimizar artefatos de impressão e preservar os detalhes anatômicos. Os modelos foram produzidos utilizando a tecnologia de modelagem por deposição fundida (FDM) em uma impressora 3D BIQU B1. Foi utilizado filamento de ácido polilático (PLA) devido à sua facilidade de uso, disponibilidade e adequação para modelos educacionais.
Os parâmetros de impressão foram definidos visando melhorar a estabilidade do processo e a preservação dos detalhes anatômicos: altura de camada de 0,2 mm; espessura da parede de 1,2 mm; três camadas de parede; espessura superior e inferior de 0,84 mm; densidade de preenchimento cúbico de 15 %; temperatura do bico de 190–210°C; temperatura da mesa de impressão de 70°C; velocidade de impressão de 60 mm/s; velocidade do ventilador de resfriamento de 100 %; suportes do tipo árvore (tree-type supports) com densidade de 5 %; adesão à mesa do tipo brim de 8 mm; e diâmetro do bico de 0,4 mm.
3. Resultados
3.1. Estruturas testes
Um bico de tucano, a carapaça/plastrão de uma tartaruga de água doce (Trachemys dorbigni) e as galhadas de um veado-catingueiro (Subulo gouazoubira) foram inicialmente utilizados como estruturas teste para avaliar as capacidades e limitações do sistema de digitalização, bem como para estabelecer parâmetros adequados de aquisição (Figura 2). Essas estruturas preliminares permitiram identificar limitações específicas dos espécimes relacionadas à coloração da superfície, refletividade, regiões rebaixadas e complexidade geométrica durante a aquisição das imagens.
Exemplos de limitações técnicas e desafios observados durante o processo de digitalização utilizando escaneamento por luz estruturada. (A) Dificuldade na captura da superfície de um bico de tucano devido à sua coloração escura e baixa refletividade; (B) limitação na aquisição de dados em regiões profundas ou rebaixadas da carapaça/plastrão de uma tartaruga; (C) digitalização da galhada de um veado- catingueiro (Subulo gouazoubira), ilustrando desafios relacionados à geometria complexa e irregularidades de superfície; e (D) comparação entre a estrutura original e o biomodelo correspondente impresso em 3D, evidenciando pequena perda de detalhes durante a reprodução.
A coloração escura e a baixa refletividade da estrutura durante a digitalização do bico de tucano interferiram na captação da luz, dificultando a obtenção de uma nuvem de pontos satisfatória. Mesmo após duas aplicações do spray fosco, a malha gerada não representou adequadamente a geometria original da estrutura (Figura 2A), sendo necessária maior atenção na edição da malha.
Em contrapartida, a superfície externa da carapaça/plastrão da tartaruga foi capturada com sucesso. No entanto, limitações do scanner foram observadas ao se tentar adquirir dados de regiões mais profundas ou rebaixadas da estrutura, exigindo edição e reconstrução manual adicional das malhas (Figura 2 B).
As galhadas do veado-catingueiro (Subulo gouazoubira) foram digitalizadas com sucesso, sem grandes limitações técnicas. Após o pós-processamento e a edição das malhas, as malhas resultantes mostraram-se adequadas para impressão 3D e permitiram a produção de réplicas físicas que preservaram as principais características morfológicas macroscópicas das estruturas originais (Figura 2 C, D).
3.2 Digitalização de crânios de grande porte
Os crânios do tamanduá-bandeira (Myrmecophaga tridactyla), cateto (Pecari tajacu), capivara (Hydrochoerus hydrochaeris) e lobo-guará (Chrysocyon brachyurus) exigiram ajustes adicionais durante o processo de digitalização devido ao seu tamanho, que excedia as dimensões da plataforma rotatória do scanner.
Múltiplos grupos de digitalização foram criados com os espécimes posicionados em diferentes ângulos para garantir cobertura completa da superfície e obtenção de modelos digitais completos. As maiores dimensões desses crânios aumentaram a necessidade de reposicionamentos repetidos e grupos adicionais de aquisição, particularmente em regiões alongadas ou lateralmente expandidas. Apesar da necessidade de etapas adicionais de aquisição, as nuvens de pontos resultantes geraram malhas poligonais adequadas para posterior edição das malhas e impressão tridimensional. O uso de múltiplos grupos de aquisição também aumentou o tempo de alinhamento e edição das malhas em comparação aos espécimes menores.
No caso do crânio do veado-catingueiro (Subulo gouazoubira), uma fratura no espécime original comprometeu a continuidade da nuvem de pontos e resultou em uma malha inicial com descontinuidades. Reconstrução manual adicional e edição das malhas foram necessárias para corrigir essas descontinuidades e obter um modelo adequado para impressão.
3.3 Padronização do protocolo de digitalização
Para as demais espécies, incluindo Leopardus pardalis, Leopardus tigrinus, Lontra longicaudis, Sapajus sp., Tamandua tetradactyla, Dasypus novemcinctus, Didelphis albiventris, Marmosops paulensis, Cuniculus paca e Dasyprocta sp., o protocolo de digitalização previamente definido foi suficiente para gerar malhas poligonais tanto dos crânios quanto das mandíbulas, sem necessidade de ajustes nos parâmetros de aquisição (Figura 3).
Exemplos de malhas tridimensionais obtidas a partir da digitalização de crânios de diferentes espécies de mamíferos silvestres, ilustrando a aplicabilidade da técnica em táxons taxonomicamente diversos. (A) lobo-guará (Chrysocyon brachyurus); (B) capivara (Hydrochoerus hydrochaeris); (C) cateto (Pecari tajacu); (D) tamanduá-bandeira (Myrmecophaga tridactyla); (E) gambá (Didelphis albiventris); (F) gato-do-mato (Leopardus tigrinus); (G) tamanduá-mirim (Tamandua tetradactyla); (H) lontra (Lontra longicaudis); (I) macaco-prego (Sapajus sp.); (J) paca (Cuniculus paca); (K) jaguatirica (Leopardus pardalis); (L) cutia (Dasyprocta sp.); (M) tatu-galinha (Dasypus novemcinctus); (N) cuíca (Marmosops paulensis); e (O) onça-parda (Puma concolor).
De modo geral, as características físicas dos espécimes, incluindo tamanho, geometria, textura superficial e coloração, contribuíram positivamente para a aquisição dos dados. Os artefatos de ruído gerados durante a digitalização foram mínimos e demandaram apenas pequenas correções durante a edição das malhas. Correções menores de pós-processamento foram requeridas principalmente em regiões contendo dentição complexa e estruturas ósseas delgadas, em razão da maior complexidade geométrica.
O tempo de edição das malhas variou entre aproximadamente 30 minutos e duas horas, dependendo da complexidade de cada estrutura. Todas as malhas processadas apresentaram continuidade superficial e integridade estrutural suficientes para conversão bem-sucedida em arquivos STL e preparação para manufatura aditiva.
Embora a maioria dos espécimes tenha sido digitalizada e impressa com sucesso utilizando o fluxo de trabalho previamente definido, o tipo e a extensão do pós-processamento variaram de acordo com o tamanho do espécime, a geometria, as características de superfície e a condição estrutural. Um resumo específico por espécime dos principais desafios técnicos encontrados, dos requisitos de processamento das malhas, dos tempos de edição e dos resultados de impressão é apresentado na Tabela 1.
Resumo dos desafios técnicos específicos por espécime, requisitos de processamento das malhas, tempos aproximados de edição e resultados de impressão durante a digitalização tridimensional e manufatura aditiva.
3.4 Impressão tridimensional dos modelos anatômicos
Todos os modelos digitais gerados a partir do processo de digitalização foram impressos com sucesso utilizando a tecnologia de modelagem por deposição fundida (FDM). As réplicas impressas reproduziram as principais características anatômicas dos espécimes originais, apresentando nível satisfatório de detalhamento estrutural (Figura 4).
Biomodelos anatômicos produzidos por impressão tridimensional a partir de malhas digitais geradas durante o processo de digitalização, ilustrando a potencial aplicabilidade da manufatura aditiva para anatomia comparada e fins educacionais. Os modelos reproduzem as principais características morfológicas macroscópicas de crânios (letras maiúsculas) e mandíbulas (letras minúsculas) de diferentes espécies de mamíferos silvestres. Crânios: (A) gambá (Didelphis albiventris); (B) gato-do-mato (Leopardus tigrinus); (C) tamanduá-mirim (Tamandua tetradactyla); (D) lontra (Lontra longicaudis); (E) macaco-prego (Sapajus sp.); (F) paca (Cuniculus paca); (G) jaguatirica (Leopardus pardalis); (H) cutia (Dasyprocta sp.); (I) tatu-galinha (Dasypus novemcinctus); (J) cuíca (Marmosops paulensis); e (K) onça-parda (Puma concolor). Mandíbulas: (a) capivara (Hydrochoerus hydrochaeris); (b) cateto (Pecari tajacu); (c) cuíca (Marmosops paulensis); (d) gambá (Didelphis albiventris); (e) gato-do-mato (Leopardus tigrinus); (f) lobo- guará (Chrysocyon brachyurus); (g) lontra (Lontra longicaudis); (h) macaco-prego (Sapajus sp.); (i) cutia (Dasyprocta sp.); (j) onça-parda (Puma concolor); e (k) paca (Cuniculus paca).
O processo de impressão demandou um total aproximado de 121 horas e 19 minutos de tempo de máquina, consumindo 1.917 g de filamento de PLA. Esses valores correspondem exclusivamente aos modelos finais impressos e não incluem impressões preliminares de teste ou material de suporte descartado durante o processo.
4. Discussão
A digitalização de espécimes anatômicos de animais silvestres, conforme demonstrado neste estudo, representa um avanço importante na ampliação do acesso a recursos didáticos complementares para a anatomia veterinária comparada. Essa abordagem é particularmente relevante em países com elevada biodiversidade, como o Brasil, onde a disponibilidade de espécimes osteológicos de espécies silvestres frequentemente é limitada devido a restrições logísticas, éticas e relacionadas à conservação (6). Nesse contexto, a geração de modelos digitais e sua reprodução física por meio de manufatura aditiva constituem uma abordagem complementar e potencialmente escalável para o ensino anatômico.
A integração do escaneamento tridimensional (3D) e da manufatura aditiva ao ensino de anatomia tem sido cada vez mais explorada e demonstrado considerável potencial pedagógico. Estudos prévios demonstraram que modelos anatômicos tridimensionais podem complementar o ensino tradicional baseado em cadáveres, promovendo maior engajamento dos estudantes e facilitando a compreensão de relações espaciais complexas entre estruturas anatômicas (15,16). Além disso, os modelos digitais permitem uso repetido sem degradação, contribuindo para práticas de ensino diversificadas e eticamente responsáveis.
A maioria dos espécimes digitalizados no presente estudo gerou malhas poligonais adequadas para impressão 3D, corroborando a viabilidade técnica desse fluxo de trabalho para o desenvolvimento de modelos anatômicos de mamíferos silvestres. A preservação das principais características morfológicas macroscópicas observadas nos biomodelos impressos sugere que o escaneamento por luz estruturada pode representar uma abordagem útil para reproduzir características anatômicas relevantes em espécies taxonomicamente diversas. Esses achados são consistentes com relatos prévios que demonstraram a aplicabilidade de tecnologias digitais na modelagem anatômica (9,12) e ampliam essa aplicação para uma maior diversidade de espécies neotropicais.
Cabe destacar que nenhuma validação morfométrica quantitativa foi realizada no presente estudo. A avaliação dos modelos impressos foi qualitativa e baseada na inspeção visual da preservação das principais características anatômicas macroscópicas. Portanto, nenhuma inferência acerca da precisão dimensional deve ser realizada a partir dos presentes achados. Estudos futuros devem incluir comparações morfométricas entre espécimes originais, malhas digitais e modelos impressos, a fim de validar objetivamente a precisão dimensional.
Apesar do sucesso geral da abordagem, algumas limitações foram identificadas durante o processo de digitalização. Estruturas com características superficiais específicas, como coloração escura ou geometrias complexas, representaram desafios para a aquisição de dados, como observado no bico de tucano e na carapaça da tartaruga. Restrições semelhantes têm sido descritas em estudos envolvendo escaneamento óptico de materiais biológicos, nos quais a refletividade e a variação de profundidade podem afetar a qualidade da geração das nuvens de pontos (14). Essas limitações evidenciam a necessidade de estratégias específicas de aquisição e pós-processamento para cada espécime, incluindo reposicionamento durante a digitalização, aquisição de múltiplos grupos de escaneamento em diferentes ângulos, uso de spray fosco para reduzir a reflexão da superfície quando necessário, remoção manual de artefatos, conexão de malhas (mesh bridging), preenchimento de lacunas e suavização ou refinamento cautelosos das malhas poligonais. Esses procedimentos mostraram-se particularmente relevantes para estruturas com superfícies escuras, regiões rebaixadas, fraturas ou geometrias complexas.
O método de escaneamento por luz estruturada demonstrou ser operacionalmente viável e compatível com a geração de malhas adequadas para manufatura aditiva. Além disso, o uso da modelagem por deposição fundida (FDM) com ácido polilático (PLA) sugeriu ser possível produzir modelos capazes de preservar as principais características anatômicas macroscópicas utilizando materiais e equipamentos amplamente disponíveis. Estudos anteriores também destacaram o potencial educacional da integração entre tecnologias de escaneamento 3D e modelagem digital em ambientes de ensino (17).
Um aspecto adicional relevante deste estudo reside no potencial de disseminação e reutilização dos modelos digitais gerados. A disponibilização desses modelos em repositórios públicos permite sua utilização para além do contexto institucional original, podendo favorecer futuras aplicações educacionais e colaborativas. Esse aspecto pode contribuir para ampliar o acesso ao conhecimento anatômico e está alinhado às tendências atuais de ciência aberta e educação digital.
A aplicação de técnicas de digitalização e prototipagem, tradicionalmente associadas à engenharia e ao design, demonstrou potencial para representar estruturas anatômicas de mamíferos silvestres. Essa abordagem interdisciplinar contribui para o desenvolvimento de recursos anatômicos complementares, capazes de apoiar diferentes estratégias de ensino em anatomia veterinária comparada.
Estudos futuros devem explorar avanços nas tecnologias de digitalização, processamento de malhas e materiais de impressão para aprimorar ainda mais a resolução, durabilidade e preservação dos detalhes anatômicos nos modelos impressos. Além disso, a ampliação do conjunto de espécies e estruturas anatômicas incluídas em repositórios digitais pode contribuir para o desenvolvimento de coleções osteológicas virtuais mais abrangentes, especialmente relevantes para regiões mega diversas, como o Brasil.
Esses achados reforçam a relevância da integração entre tecnologias de digitalização e manufatura aditiva nas ciências anatômicas, particularmente em contextos envolvendo espécies silvestres. Os resultados obtidos neste estudo podem subsidiar aplicações futuras e o desenvolvimento adicional dessas abordagens no ensino da Medicina Veterinária.
5. Conclusão
A integração entre o escaneamento tridimensional (3D) e a manufatura aditiva demonstrou ser uma abordagem tecnicamente viável para a geração de modelos anatômicos de espécimes de mamíferos silvestres. As malhas digitais resultantes permitiram a produção de modelos impressos capazes de preservar as principais características anatômicas macroscópicas, embora algumas limitações associadas às propriedades de superfície e à complexidade geométrica tenham sido identificadas. Embora não tenha sido realizada validação morfométrica quantitativa, o fluxo de trabalho proposto pode representar um recurso complementar para o ensino de anatomia veterinária comparada, além de contribuir para ampliar o acesso a materiais anatômicos em contextos nos quais a disponibilidade de espécimes biológicos é limitada. Estudos futuros devem aprofundar a validação quantitativa e ampliar a diversidade de espécies e estruturas incluídas em coleções digitais.
Declaração de disponibilidade de dados
Os modelos anatômicos digitais gerados neste estudo estão disponíveis publicamente no repositório Thingiverse (coleção WildLifeAnatomy3D): https://www.thingiverse.com/WildLifeAnatomy3D/designs. Dados adicionais estão disponíveis mediante solicitação razoável ao autor correspondente.
Declaração de uso de IA generativa
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