Desenvolvimento de implantes customizados em biomateriais metálicos utilizando sinterização direta de metais por laser

• Processo: 16/09350-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
• Vigência: 01 de fevereiro de 2017 - 31 de janeiro de 2018
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Rubens Maciel Filho
• Beneficiário: Rubens Maciel Filho
• Pesquisador visitante: Miloslav Beres
• Inst. do pesquisador visitante: Technical University of Kosice (TUKE), Eslováquia
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Biomateriais metálicos Intercâmbio de professores Próteses e implantes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomateriais metálicos | CrCoMo | implantes | Manufatura Aditiva | proteses customizados | Manufatura aditiva

Resumo

A manufatura aditiva vem sendo incorporada à área médica desde o final da década de 80 e, junto às técnicas de tomografia computadorizada e ressonância magnética, tornou possível a obtenção de biomodelos sólidos facilitando os procedimentos cirúrgicos e diminuindo riscos. Atualmente, a manufatura aditiva permite a produção de implantes customizados, adequando-os diretamente às necessidades do paciente. Dentre os biomateriais metálicos, as ligas de cobalto-cromo-molibdênio (CoCrMo) são os materiais mais utilizados em implantes ortopédicos. No caso das ligas de CoCrMo, a funcionalização de superfície tem sido amplamente utilizada com o intuito de incorporar propriedades antibacterianas específicas através da adição de íons de flúor, favorecendo a osteointegração dos implantes e melhorando o comportamento frente à corrosão. Este projeto visa a produção de implantes customizados utilizando a manufatura aditiva de metal. Sinterização Direta de Metais por Laser (DMLS - Direct Metal Laser Sintering) é uma nova técnica de fabricação aditiva, que produz produtos na forma próxima a final desejada. Um feixe de laser é utilizado para fundir o pó metálico, num processo controlado por computador seguindo um desenho 3D e construindo a estrutura camada por camada. O desperdício de material é reduzido, o tempo de desenho para produção é curto e estruturas complexas podem ser obtidas com o mínimo de operações de pós-produção e implantes customizados de baixo custo podem ser produzidas.Amostras e corpos-de-prova serão manufaturados a partir dos pós das ligas CoCrMo. Além da caracterização microestrutural e mecânica, o comportamento em corrosão e desgaste dos biomateriais será avaliado. A liga CoCrMo produzida pelo processo DMLS será funcionalizada, por meio de anodização, para o desenvolvimento de um biofilme nanoporoso de CrO2 em sua superfície. Ensaios in vitro serão realizados nas três ligas e também no biofilme. Na última etapa do projeto serão produzidos implantes customizados nas ligas biomédicas CoCrMo a partir do processo DMLS. (AU)

Publicações científicas

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(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)

ANTUNES, L. H. M.; HOYOS, J. J.; FONSECA, E. B.; BERES, M.; DA SILVA FARINA, P. F.; LOPES, E. S. N.; JARDINI, A. L.; MACIEL FILHO, R.. Effect of phase transformation on ductility of additively manufactured Co-28Cr-6Mo alloy: An in situ synchrotron X-ray diffraction study during mechanical testing. MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING, v. 764, SEP 9 2019. (16/09350-2)

GIRAO, DANIEL DE CASTRO; BERES, MILOSLAV; JARDINI, ANDRE LUIZ; MACIEL FILHO, RUBENS; SILVA, CLEITON CARVALHO; DE SIERVO, ABNER; GOMES DE ABREU, HAMILTON FERREIRA; ARAUJO, WALNEY SILVA. An assessment of biomedical CoCrMo alloy fabricated by direct metal laser sintering technique for implant applications. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, v. 107, FEB 2020. (16/09350-2, 07/54829-5)

NOVOTNY, LADISLAV; DE ABREU, HAMILTON FERREIRA GOMES; ZAJAC, JOZEF; BERES, MILOSLAV. Imperfections generation in finite element models of welding. SCIENCE AND TECHNOLOGY OF WELDING AND JOINING, v. 23, n. 2, p. 148-157, 2018. (16/09350-2)

BERES, M.; SILVA, C. C.; SARVEZUK, P. W. C.; WU, L.; ANTUNES, L. H. M.; JARDINI, A. L.; FEITOSA, A. L. M.; ZILKOVA, J.; DE ABREU, H. F. G.; FILHO, R. M.. Mechanical and phase transformation behaviour of biomedical Co-Cr-Mo alloy fabricated by direct metal laser sintering. MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING, v. 714, p. 36-42, JAN 31 2018. (16/09350-2)