Implantes biodegradáveis em ferro poroso obtidos por fabrico aditivo

01 janeiro 2022 Ficha de Projeto

Contributo do INEGI

Reunir as informações necessárias para definir os sistemas a serem estudados para obter o comportamento desejado.
Definir os padrões e protocolos dos testes a serem realizados.
Caracterizar as propriedades da liga de ferro por meio de testes de tração, compressão e flexão com um sistema de correlação de imagem digital (DIC) e caracterizar a microestrutura do pó de ferro.
Selecionar e projetar estruturas reticuladas com diferentes formas de células unitárias com uma estrutura gradativa para simular o osso humano.
Caracterizar o comportamento mecânico das estruturas por meio da modelação por elementos finitos e identificar as estruturas com propriedades mecânicas semelhantes às do osso humano.
Selecionar e otimizar os parâmetros do processo de fabrico aditivo.
Definir os protocolos para a fabricação de amostras.
Preparar os materiais de ferro considerando as diferentes características do pó.
Produzir as amostras previamente projetadas.
Avaliar a biocompatibilidade do biomaterial de ferro em rede em células padronizadas.
Avaliar a capacidade da maioria das bactérias clinicamente importantes de formar biofilme nos scaffolds de ferro.
Prever o potencial dos sistemas para o desenvolvimento de protótipos e aplicação clínica, com base nos resultados de biocompatibilidade.
Divulgar os resultados do projeto. Aplicar o conceito e projeto de construção que tiveram o melhor desempenho nas estruturas porosas para elementos mecânicos de união óssea.
Desenvolver um protótipo para uma possível aplicação clínica.
Validar o conceito global e avaliar sua adequação para ser patenteado.
Registrar uma patente cobrindo as características da invenção, se o objetivo anterior for cumprido.

Resultados / Impacto

Definição das estruturas não periódicas com propriedades adequadas. Seleção baseada em projeto e modelação por elementos finitos.
Protocolos de fabricação definidos a partir da otimização dos parâmetros do processo mais adequados para a produção das amostras de ferro por SLM.
Estruturas porosas gradativas e biodegradáveis com propriedades mecânicas semelhantes às do osso humano.
Caracterização das propriedades estruturais e mecânicas relevantes das redes de ferro adequadas para a aplicação pretendida. Redes de ferro com características adequadas para outros testes. Workshop de manufatura aditiva de metais, para divulgar a experiência adquirida.
Caracterização da biodegradação e biocompatibilidade para validação da adequação das estruturas treliçadas de ferro para utilização como implantes temporários. Quantificação da taxa de biodegradação e a biocompatibilidade.
Análise global dos resultados para conclusão sobre o desenvolvimento de um implante provisório baseado em estruturas treliçadas de ferro. Seminário final, aberto à comunidade das ciências dos materiais, engenharia mecânica e microbiologia, bem como aos intervenientes da indústria, para apresentar a análise dos resultados e definir novas linhas de investigação.