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 Biocerâmicos e biovidros para prototipagem 3D: propriedades e formulações
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/7779

title: Biocerâmicos e biovidros para prototipagem 3D: propriedades e formulações
authors: Pires, Liliana Sofia Oliveira
advisors: Oliveira, José Martinho Marques de
Fernandes, Maria Helena Figueira Vaz
keywords: Engenharia de materiais
Biocerâmica
Vidro bioactivo
Prototipagem rápida - Modelos tridimensionais
Regeneração óssea
Tecidos (biologia)
issue date: 2011
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: O presente trabalho teve como objectivo produzir estruturas porosas vítreas para engenharia de tecidos através da técnica aditiva de prototipagem rápida por impressão tridimensional (3DP). Foi utilizada uma máquina ZPrinter 310, ZCorporation e para a definição das formulações a imprimir usou-se, como referência, o pó comercial fornecido com a máquina. Com base nos resultados da caracterização física do pó comercial (tamanho médio de partícula, distribuição granulométrica, análise microestrutural e cristalográfica) foram preparadas várias formulações da composição vítrea designada por T14P43, do sistema TiO2.P2O5.CaO, identificada, em trabalhos anteriores, como possuindo características bioactivas, adequadas para aplicações em contacto com o tecido ósseo. Para a impressão dos modelos de vidro na máquina de prototipagem, foi definido um modelo virtual e elaborado o padrão, em pó comercial, e realizouse um estudo sistemático dos parâmetros processuais considerados relevantes (composição do ligante, formulação de pó, nível de saturação no shell e core, bleed compensation e espessura da camada impressa), por forma a determinar as condições mais adequadas para a produção de estruturas porosas utilizáveis em engenharia de tecidos. Os modelos de vidro impressos foram sinterizados de acordo com programas térmicos definidos com base nas propriedades do vidro, e depois caracterizados a nível dimensional, morfológico, estrutural e mecânico. No final, foram submetidos a testes de mineralização em meio fisiológico simulado. Neste trabalho ficou demonstrado que é possível utilizar uma máquina de impressão 3DP para a fabricação de estruturas porosas vítreas com características adequadas a aplicações como suporte temporários em engenharia de tecidos. As propriedades mecânicas das estruturas produzidas e a sua capacidade de mineralização em fluidos fisiológicos sugerem que as mesmas poderão ser utilizadas na área da regeneração de tecido ósseo em situações de baixa solicitação mecânica.

The aim of the present study was to produce porous glassy structures for tissue engineering by additive rapid prototyping technique for three-dimensional printing (3DP). It was used a ZPrinter 310, ZCorporation machine and for the definition of the printable formulations, the commercial powder supplied with the machine, was used as a reference. Based on the results of the commercial powder characterization (average particle size, particle size distribution, microstructural and crystallographic analysis) several formulations of a glassy composition were prepared. This composition, of the TiO2.P2O5.CaO system and named T14P43, showed, in previous works, to exhibit a bioactive behaviour, suitable for applications in contact with bone tissue. For printing the glass models in the prototyping machine, a virtual model was defined, the “standard model”, in commercial powder was produced, and a systematic study of the relevant processing parameters (composition of the binder, formulation of powder, saturation level in the shell and core, bleed compensation and printed layer thickness), was carried out in order to determine the most suitable conditions for the fabrication of porous structures for tissue engineering applications. Printed glass models were sintered through thermal programs the glass properties, and then characterized in terms of dimensions, structure, morphological features and mechanical properties. Finally, the sintered models were submitted to mineralization tests in simulated physiological media. In this work it was demonstrated that it is possible to use a printing machine to manufacture 3DP glassy porous structures with suitable characteristics for tissue engineering applications as temporary scaffolds. The mechanical properties of the produced structures and their mineralization capability in physiological fluids suggest that they have potential to be used in bone tissue regeneration under low load bearing situations.
description: Mestrado em Engenharia de Materiais
URI: http://hdl.handle.net/10773/7779
appears in collectionsCV - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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