Trabalho de Ciências dos Materiais AVA 1 - Prótese Ortopédica

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UVA - UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA 
 
 
 
Engenharia de Produção 
 
 
Fernanda Soares Gama – 20182300788 
 
 
 
 
 
Avaliação 1 - Trabalho da Disciplina 1 [AVA 1] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campos dos Goytacazes, 2019
 
 
 
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SUMÁRIO 
 
Introdução ...................................................................................................................................... 4 
Objetivos ......................................................................................................................................... 5 
Texto Origem ................................................................................................................................. 6 
Resposta as questões .................................................................................................................. 7 
Referências .................................................................................................................................... 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Introdução 
 
Proposta do trabalho desta unidade é demonstrar a capacidade de construir os 
conteúdos conforme conhecimentos prévios. Contemplando os princípios químicos 
básicos de química geral, suas aplicações e desenvolvimento nos diferentes 
processos e diferentes áreas de engenharia. Realizar atividades com conteúdo da 
química que promovam o desenvolvimento dos processos de compreensão 
necessários ao perfil profissional do engenheiro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Objetivos 
 
Desenvolver de uma prótese ortopédica, elaborando um relatório que deverá conter 
entre 15 e 20 linhas. Sugerir qual tipo de material pode ser desenvolvido e quais 
seriam os benefícios, tais como propriedades químicas, físicas e custo de 
fabricação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Texto Origem 
 
Seleção de Materiais – Uma questão multidisciplinar 
Nos tempos contemporâneos, a ciência e a engenharia de materiais trabalham 
diuturnamente para o desenvolvimento de materiais cada vez mais eficientes, ou 
seja, que atendam às necessidades da sociedade e que tenha um custo acessível. 
Você faz parte de uma equipe multidisciplinar formada por engenheiros de diversas 
áreas, além de químicos, médicos, biomédicos e demais profissionais. Essa equipe 
foi designada para o desenvolvimento de uma prótese ortopédica. Após diversas 
discussões científicas e buscas na literatura moderna, foram colocados em pauta os 
seguintes tópicos: 
 
• O custo estimado gasto com próteses dessa natureza, em 2012, fora de 
aproximadamente 12 milhões de reais. 
• Um material ideal deve ter ausência de toxicidade local ou sistêmica, ausência de 
respostas a corpo estranho ou inflamações. 
• As cerâmicas, tais como a hidroxiapatita, tem estrutura química que se assemelha 
ao osso, além de não apresentarem potencial de toxicidade e inflamações e ter um 
custo mais baixo do que os metais. Porém, não apresentam a resistência mecânica 
necessária nas áreas que exigem maior resistência ao implante. 
• Os metais são muito resistentes, mas não possuem as propriedades químicas e 
mecânicas ideais. Os materiais metálicos estão entre os mais utilizados, em especial 
ligas de titânio e o “aço cirúrgico”. Porém, os metais não possuem propriedades 
mecânicas similares ao osso, vindo a causar problemas para o paciente. As 
próteses de titânio têm um alto custo. 
 
Considerando seus conhecimentos basilares de ciência dos materiais (compósitos, 
materiais cerâmicos e metálicos), elabore um relatório que sugira qual tipo de 
material pode ser desenvolvido e quais seriam os benefícios, tais como propriedades 
químicas, físicas e custo de fabricação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Resposta as questões 
 
Aqui serão destacados os biomateriais metálicos e cerâmicos uma vez que 
nosso foco é o desenvolvimento de um biocompósito metal-cerâmico. São materiais 
que podem substituir partes do corpo humano sem causar processos de rejeição. 
 
1.1. Materiais Metálicos 
Os biomateriais metálicos estão na lista dos materiais mais utilizados, dentre ele 
está o aço 316L também denominado de aço cirúrgico. Estudos relatam que estes 
metais, apesar de serem considerados bioinertes, ocorre uma resposta biológica do 
corpo humano com a formação de uma cápsula fibrosa em torno do implante 
metálico. O aço 316L tem um custo menor, logo os implantes, por ele constituídos, 
terão um custo menor e permitindo que o aço 316L seja um potencial substituto do 
titânio. Em busca de materiais alternativos biomateriais metálicos, como o aço 316L, 
pesquisadores tem se dedicado a pesquisas que associem as propriedades deste 
aço com as de biocerâmicas. 
 
1.2. Materiais Cerâmicos 
As biocerâmicas são biomateriais muito utilizados, principalmente aquelas cuja 
composição química se assemelhe às do osso. Dentre as biocerâmicas destacam-se 
o grupo dos fosfatos de cálcio. Estas biocerâmicas apresentarem ausência de 
toxicidade local ou sistêmica, ausência de inflamações ou respostas a corpos 
estranhos, e aparente habilidade em se ligar ao tecido hospedeiro uma vez que são 
formados basicamente por íons cálcio e fosfato, os quais participam ativamente do 
equilíbrio iônico entre o fluido biológico e a cerâmica implantada. Os fosfatos de 
cálcio apresentam excelente biocompatibilidade e são bem aceitos e bem integrados 
pelo corpo humano quando implantados. 
 
2. Conclusão 
Podemos concluir que um compósito metal-cerâmica poderá viabilizar a 
fabricação de um implante ortopédico com propriedades mecânicas melhores. Uma 
vez que o que se propõe é um compósito poroso metal-cerâmico, estima-se que o 
baixo custo da cerâmica e a baixa densidade do material, ou seja, uma massa 
menor em relação ao seu volume, terá um custo de fabricação menor em relação 
aos materiais atualmente utilizados. 
Verificando os valores das matérias primas precursoras do compósito temos que 
os preços em média estão em cerca de R$200 / Kg de titânio, ao passo que R$ 
1,20/Kg aço 316L e R$ 3,00/Kg de tricálcio Fosfato (TCP) pode-se estimar que o 
implante produzido a partir do aço 316L e das cerâmicas de fosfato terão uma 
considerável diminuição em seu custo final. (fonte: http://portuguese.alibaba.com). 
 
 
 
 
 
http://portuguese.alibaba.com/
 
 
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Referências 
 
• CARDOSO et al.,Curso de Ciência dos Materiais: e-book, LMDM - Laboratório de 
Materiais Didáticos Multimídia, 2007, www.cienciadosmateriais.org 
• Site: file:///C:/Users/ffgas/Downloads/58-245-1-PB.pdf 
• Site: https://repositorio.ufba.br/ri/bitstream/ri/1560/1/3503.pdf 
 
 
 
 
http://www.cienciadosmateriais.org/
file:///C:/Users/ffgas/Downloads/58-245-1-PB.pdf
https://repositorio.ufba.br/ri/bitstream/ri/1560/1/3503.pdf