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Estudo e modelagem do processo de produção do polimetilmetacrilato para a fabricação de tecido ósseo artificial

Processo: 11/09631-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2011 - 31 de julho de 2013
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Rubens Maciel Filho
Beneficiário:Rubens Maciel Filho
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas, SP, Brasil
Assunto(s):Biopolímeros  Osso e ossos  Biomateriais  Polimetil metacrilato  Modelos matemáticos  Polimerização 

Resumo

A geração de polímeros representa uma proporção bastante considerável da produção anual das indústrias químicas, sendo responsável pelo grande crescimento desse setor nos últimos anos. Entre os polímeros produzidos, destaca-se o Polimetilmetacrilato (PMMA), considerado um polímero "popular" por seu alto consumo em engenharia, como consequência de sua versatilidade e segurança. O PMMA é obtido a partir da polimerização em solução por radical livre do monômero Metacrilato de Metila (MMA). O Processo é realizado em um reator sequencial em batelada (BATCH), amplamente usado na indústria pela sua viabilidade e flexibilidade de operação. Durante o processo, busca-se definir a razão monômero-solvente-iniciador e a trajetória ótima de temperatura do processo que permita produzir o polímero com as características desejadas. No campo da medicina, o PMMA tem demonstrado altas potencialidades de uso pelas suas qualidades de bio-compatibilidade, fácil manipulação e baixa toxicidade, desta forma, são amplas suas aplicações em processo como *Correção de partes do corpo: cabeça, pescoço, nariz, lábios, maxilar e abdômen;*Substituição de ossos: implantes de cadeira e joelho, principalmente; *Cranioplastía: construção de próteses para repara defeitos cranianos.Por meio da Prototipagem Rápida (RP), é possível desenvolver ossos e Tecidos de Engenharia (TE) para regenerar tecidos humanos, ósseos ou orgânicos. Para o desenho e fabricação do TE, é importante considerar suas características e propriedades críticas como a porosidade, a razão entre área de superfície e volume, o tamanho de poro, a inter-conectividade do poro, a resistência estrutural, a forma ou a geometria global e a bio-compatibilidade. Os tecidos são elaborados a partir de modelos virtuais projetados no computador usando softwares de desenho assistido por computador, como o CAD. Entre as técnicas de RP, destaca-se a Sinterização Seletiva a Laser (SLS), a qual se baseia na sinterização localizada de um material termoplástico em pó pela ação do calor de um raio infravermelho de laser de CO2, contido em um dispositivo específico. O projeto de pesquisa associado a esta solicitação de auxilio, busca produzir no laboratório o polímero PMMA com as características ideais para ser utilizado na fabricação da prótese do fêmur via RP por SLS, e do cimento ósseo usando para estes implantes. A polimerização será realizada em um reator BATCH disponível, cujo aprimoramento está sendo realizado. Para a formulação da modelagem matemática que descreva a dinâmica do processo, variáveis e propriedades físico-químicas em função da temperatura e do tempo devem ser medidas experimentalmente, a través dos dispositivos adequados. A pesquisa, em andamento desde janeiro de 2010 será realizada em um período total de 4 anos, e tem como sede o Instituto de Fabricação Biofabris, adjunto a Faculdade de Engenharia Química (FEQ) da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
LINAN, LAMIA ZUNIGA; NASCIMENTO LIMA, NADSON MURILO; BENATTI, CAROL; XAVIER, MARIANA; RODRIGUES, ANA A.; MANENTI, FLAVIO; JARDINI, ANDRE; MACIEL FILHO, RUBENS; GILIOLI, ROVILSON. Cytotoxicity Assessment of a Poly(methyl methacrylate) Synthesized for the Direct Fabrication of Bone Tissues. Brazilian Archives of Biology and Technology, v. 61, 2018. Citações Web of Science: 0.
LINAN, LAMIA ZUNIGA; NASCIMENTO LIMA, NADSON M.; MACIEL FILHO, RUBENS; SABINO, MARCOS A.; KOZLOWSKI, MARK T.; MANENTI, FLAVIO. Pilot-scale synthesis and rheological assessment of poly(methyl methacrylate) polymers: Perspectives for medical application. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, v. 51, p. 107-116, JUN 1 2015. Citações Web of Science: 3.

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