TRABALHO BIOMATERIAS E PROTOTIPAGEM

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Biomaterias e Prototipagem
Integrantes do grupo:
LAYSE SALES COSTA LIMA
LEANDRO DE JESUS
RAFAEL SALES GOMES
YASMIN MARTINELLI ESCANDAR
Roteiro
Introdução 
História e evolução 
Prototipagem 
Biomateriais
Composição do material 
Aplicações 
Custos 
Conclusão
Introdução
“As superfícies desempenham um papel fundamental em biologia e medicina devido ao fato de a maioria das reações ocorrerem na superfícies”
Livro: Biomateriais, Página: 239 – Autores: Oréfice L 
Fig.1. – Implante dentário de titânio
Antigo Egito (2000 AC) - Uso de suturas de linho e ouro
 Idade Média - Intestino de gatos
Maias (600 AC) - Dentes artificiais feitos de conchas
França (200 AC) - Dentes artificiais feitos de ferro 
Romanos, Chineses e Astecas - Substitutos ósseos feitos de ouro e madeira 
Revolução Industrial 
 Histórico e Evolução 
 Histórico e Evolução 
1ª Geração - Empirismo (1950) 
2ª Geração - Materiais estruturais e bioativos (1980) 
3ª Geração - Desenvolvimento com características especificas (2000) 
4ª Geração - Biomimética e Engenharia de tecidos 
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Prototipagem 
Prototipagem rápida é uma tecnologia relativamente nova capaz de 
	reproduzir fisicamente em vários tipos de materiais, um modelo virtual, 
representado na forma de dados em um computador.
 O objetivo é obter um 
modelo físico com as mesmas características geométricas do virtual podendo este 
ser manipulado para vários fins.
 Uma das aplicações é a reprodução de estruturas anatômicas, através da 
aquisição de imagens por equipamentos de imagens médicas, obtendo-se, assim, 
os chamados biomodelos.
Prototipagem 
Objetivos didáticos
Fabricação de implantes protéticos personalizados
Diagnóstico precoce 
Tratamento de deformidades faciais 
Mensuração de estruturas
Simulação de osteotomias 
Técnicas de ressecção 
Planejamento de cirurgia da região bucomaxilofacial.
Facilita a comunicação entre profissional e paciente 
 
Biomateriais são materiais artificiais desenvolvidos para uso em áreas de saúde com finalidade de substituir a matéria viva cuja função foi perdida. 
Inclui qualquer substância sintética ou natural que pode ser usada como tratamento para substituição total ou parcial de qualquer tecido, órgão ou organismo.
Os mais requisitados no mercado atual são os polímeros e os cerâmicos pois podem tanto substituir o tecido vivo sem função como também estimular o crescimento de um novo tecido.
As principais características que influenciam na escolha do biomaterial são a biocompatibilidade, exigências físicas e exigências químicas. 
Biomateriais
Biocompatibilidade: 
O corpo tem uma extraordinária capacidade em determinar se um objeto é material do próprio corpo ou não. Qualquer substância estranha ao corpo tem o potencial de gerar uma resposta do sistema imunológico, podendo causar reações inflamatórias. 
Exigências Físicas:
Um biomaterial deve satisfazer demandas severas. Os tubos que são utilizados para substituir uma artéria defeituosa devem ser flexíveis e não podem fechar quando dobrados ou sofrer distorções. Os materiais usados nas substituições de juntas devem ser resistentes ao desgaste
Exigências Químicas:
Os biomateriais devem ser aprovados para serem usados em qualquer aplicação médica. Diante disto todas substâncias presentes no biomaterial deve permanecer inócuos durante toda a vida, ou seja, devem ser inofensivos por toda vida, já que poderão ficar dentro do organismo por um longo período de tempo.
Biomateriais
O titânio e suas ligas vêm se destacando comercial e industrialmente devido a suas excelentes propriedades, tais como elevada razão resistência mecânica/peso, manutenção de sua resistência mecânica em temperaturas elevadas e excepcional resistência à corrosão. 
O titânio possui duas estruturas cristalinas, isto é, o material apresenta alotropia. Uma das fases, denominada fase α, apresenta estrutura hexagonal compacta e é estável à temperatura ambiente, enquanto a segunda fase, conhecida por fase β, é cúbica de corpo centrado e é estável em temperaturas superiores a 882°C.
Titânio
Titânio
O titânio é um elemento de baixa densidade (aproximadamente 60% da densidade do ferro e a metade da densidade do cobalto) que pode ser melhorado em termos de resistência mecânica através da adição de elementos de liga ou processos de conformação. Titânio puro sofre uma transformação alotrópica em aproximadamente 885°C, mudando a sua estrutura cristalina de hexagonal compacta (fase α) para cúbica de corpo centrado (fase β). Baseado em sua microestrutura depois do processamento, as ligas de titânio são categorizadas em quatro classes: ligas α, quase-α, β e α+β. O módulo de elasticidade do titânio e suas ligas é aproximadamente metade do módulo do aço inoxidável e ligas de cobalto. 
O titânio é um elemento de baixa densidade (aproximadamente 60% da densidade do ferro e a metade da densidade do cobalto) que pode ser melhorado em termos de resistência mecânica através da adição de elementos de liga ou processos de conformação. Titânio puro sofre uma transformação alotrópica em aproximadamente 885°C, mudando a sua estrutura cristalina de hexagonal compacta (fase α) para cúbica de corpo centrado (fase β). Baseado em sua microestrutura depois do processamento, as ligas de titânio são categorizadas em quatro classes: ligas α, quase-α, β e α+β. O módulo de elasticidade do titânio e suas ligas é aproximadamente metade do módulo do aço inoxidável e ligas de cobalto. 
Titânio
Titânio
Além de uma elevada resistência à corrosão, suas ligas apresentam uma combinação importantíssima de propriedades: resistência mecânica e baixa densidade. Ainda que não seja tão leve quanto o alumínio ou tão resistente quanto os aços, o titânio ganha destes dois materiais quando trata-se de relação resistência mecânica/peso, como podemos ver na figura.
Titânio
A alta solubilidade de oxigênio e nitrogênio também faz do titânio, único entre os metais, porém, também cria problemas que não são comuns em outros metais, por exemplo, o aquecimento do titânio em ar a altas temperaturas resulta não só em oxidação, mas também em um endurecimento por solução sólida na superfície devido à difusão interna de oxigênio e nitrogênio. Esta superfície dura (conhecida como camada contaminada pelo ar) prejudica a resistência à fadiga e a ductilidade, desta forma, esta camada deve ser removida por usinagem ou algum outro processo.
Titânio
Aplicações
Em 2012, um britânico recebeu uma prótese 
feita de titânio para reconstrução de crânio.
Charie, 32 anos, estava de férias na Tailândia
quando caiu de uma varanda.
Médicos conseguiram criar um molde em 3D 
a partir do pedaço de osso e este molde foi usado
para criar a placa de titânio do tamanho exato da
falha no crânio de Charie.
David de Souza Santos, 21, ciclista que foi atropelado por um motorista embriagado na avenida paulista e perdeu um braço, foi a Sorocaba para os últimos treinamentos com a prótese que ganhou de um empresário da cidade. "É um processo complicado porque eu não uso mais esses músculos há quatro meses, mas vou me adaptar", diz David tentando se concentrar.
Aplicações
CUSTOS
Prótese de crânio (em titânio) em impressora 3D – R$ 130.000,00
Prótese de braço em titânio – R$ 100.000,00
Prótese de Perna em titânio – R$ 80.000,00
Prótese ou implante dentário – R$ 1.350,00 (por cada peça de implante)
Prótese de mão (mão biônica) – R$ 300.000,00
CONCLUSÃO	
Através deste trabalho pudemos concluir que o avanço e o estudo com a prototipagem, que a tecnologia biomédica tende á uma elevada evolução tecnológica através do estudo de biomaterias. 
O titânio, material escolhido pelo grupo para ser citado no trabalho foi de interesse mútuo devido á sua excelência na biocompatibilidade, resistência e seu desempenho quanto a corrosão e sua grande evolução na área da engenharia biomédica. 
Referências
http://engenheirodemateriais.com.br/tag/titanio/https://repositorio.unesp.br/bitstream/handle/11449/144462/landuci_mc_me_bauru.pdf?sequence=3
http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-26032014-081829/pt-br.php
http://biofabris.com.br/pt/britanico-ganha-protese-de-titanio-para-corrigir-cranio-pela-metade/
https://noticias.uol.com.br/cotidiano/ultimas-noticias/2013/07/18/ciclista-que-teve-braco-decepado-recebe-protese-e-revela-ter-sido-atropelado-novamente.htm