Desenvolvimento de material bioativo para a produção de componentes utilizando o processo SLA para compósitos poliméricos com nanopartículas a base de prata

• Processo: 20/05903-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Newton Kiyoshi Fukumasu
• Beneficiário: Newton Kiyoshi Fukumasu
• Empresa: NKF Soluções Tecnológicas Ltda
• CNAE: Fabricação de artefatos de material plástico não especificados anteriormente ; Comércio varejista de artigos médicos e ortopédicos
• Município: São Paulo
• Pesquisadores associados: Andre Paulo Tschiptschin ; Danilo Justino Carastan ; Izabel Fernanda Machado ; José Pinhata Otoch ; Lígia Ferreira Gomes ; Magali Thiyomi Uono ; Marilia Cerqueira Leite Seelaender ; Roberto Martins de Souza
• Assunto(s): Bactericidas Bioatividade Compostos bioativos Impressão tridimensional Materiais compósitos Materiais compósitos poliméricos Polímeros Nanopartículas Nanopartículas metálicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bactericída | bioatividade | Manufatura Aditiva | Materiais compósitos | Nanopartículas | Polímeros | Compósitos poliméricos com nanopartículas metálicas

Resumo

Este trabalho buscará desenvolver um material bioativo, que possa ser utilizado pela técnica de manufatura aditiva de estereolitografia, para produzir componentes com geometrias personalizadas e superfícies funcionais. Esse material será constituído pela mistura de uma matriz polimérica e nanopartículas a base de prata para se obter efeito bactericida, fungicida e/ou antiviral. Esse material bioativo permitirá prolongar a vida útil de componentes, como tubos para cateteres, tubos traqueais, biorreatores, curativos e equipamentos de proteção individual. Esse compósito bioativo será produzido pela mistura mecânica entre uma resina comercial biocompatível e, pelo menos, dois tipos de nanopartículas a base de prata: nanopartículas produzidas no Laboratório de Plasma da POLI-USP e nanopartículas adquiridas comercialmente. Esses materiais serão, inicialmente, avaliados utilizado uma impressora 3D Photon S da Shenzhen Anycubic Technology Co. Ltd., já disponível para as atividades deste projeto. Entretanto, essa impressora apresenta um projeto básico e, assim, um segundo equipamento deverá ser adquirido nesse projeto, capaz de manter uma mistura homogênea durante o processo de impressão. Essa mistura homogênea permitirá evitar a decantação das partículas no reservatório de impressão, o que pode prejudicar e/ou inviabilizar a produção de componentes com alturas superiores a 10 mm. As técnicas de indentação instrumentada, interferometria óptica, espectroscopia Raman e microscopias óptica, eletrônica de varredura e de força atômica, serão utilizadas para avaliar propriedades mecânicas, rugosidade do componente impresso e características das nanopartículas, como tamanho e distribuição na matriz, entre outras. Já as atividades microbicida, antiviral e/ou tóxica serão avaliadas para permitir a compatibilidade biológica e a validação na funcionalização bioativa dos componentes impressos. Dessa forma, o principal resultado deste projeto será uma rota de manufatura de componentes com geometria personalizada e atividade biológica de modo a aumentar o conforto do paciente e prolongar a vida útil do componente pela redução da proliferação de micro-organismos e formação de biofilmes durante seu uso. Não existe desenvolvimento e produção de material similar para esse tipo de manufatura em âmbito nacional, o que permite a futura empresa explorar um nicho de mercado que pode incluir atividades de relacionamento com clientes empresariais e usuários finais em diferentes áreas, incluindo hospitalar, alimentícia e de esportes. (AU)