Ceramização, reforçamento e manufatura aditiva de hidroxiapatita de origem bovina

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Erbereli, Rogério
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: 3D printing; scaffolds; additive manufacturing; biomateriais; biomaterials; bovine hydroxyapatite; fotopolimerização; hidroxiapatita bovina; impressão 3D; manufatura aditiva; photopolymerization
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18163/tde-05022024-165152/

Esse trabalho objetiva atender a demanda crescente por produtos provenientes de biomateriais que consigam minimizar os problemas de falta de tecidos ósseos decorrentes de doenças, acidentes de trânsito e/ou de trabalho e das práticas esportivas, estéticas e odontológicas tanto de jovens quanto de idosos. Nesse cenário, a hidroxiapatita de origem bovina proveniente de animais com rastreabilidade, desde o nascimento até o abate, possui grande importância dentre os biomateriais por apresentar biocompatibilidade e grande similaridade com a estrutura óssea humana. O avanço das práticas médicas no campo da imagem computacional tem direcionado o planejamento personalizado dos reparos ósseos o que exige, no mesmo compasso, a capacidade de manufaturar corpos tão complexos externa e internamente como requerido. Nesse trabalho, para contribuir no atendimento desta demanda, é objetivado o desenvolvimento de implantes ósseos miméticos e personalizados; para isso foi desenvolvido um processo de obtenção de hidroxiapatita de origem bovina, que é transformada em matéria prima cerâmica reativa através de calcinação e moagem, rota que elimina qualquer risco biológico, no conjunto é desenvolvida e direcionada a manufatura aditiva com este material para obtenção de corpo com características externa (formato, superfície, dimensão) e interna (porosidade comunicante para vascularização intraóssea). Para atender essa perspectiva, o osso bovino precursor foi classificado, processado e reforçado para se tornar uma hidroxiapatita biocerâmica com propriedades adequadas, a muito baixo custo, renovável e acessível a todos os países. Uma máquina de impressão 3D foi desenvolvida no próprio laboratório, do tipo top down com projeção de imagem e fotopolimerização em cuba de pasta cerâmica, onde os corpos de prova foram impressos e validados pela impressão de pastas cerâmicas desenvolvidas desde baixo carregamento sólido (15% em volume), até altos carregamentos sólidos da ordem de 40% em volume. É possível concluir que a produção de scaffolds, assim como ossos miméticos de hidroxiapatita de origem bovina rastreada, apresenta uma combinação promissora que pode atender as características mecânicas e biológicas de implantes aplicados à engenharia de tecidos e que associada a processos tecnológicos de manufatura aditiva pode suprir a necessidade médica com o compromisso de alto desempenho, complexidade de forma, sendo biologicamente seguro.