Ressonância magnética nuclear aplicada à inspeção não-destrutiva de laminados compósitos poliméricos para implantes cirúrgicos estruturais em humanos

• Processo: 14/00030-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 01 de abril de 2014
• Vigência (Término): 30 de julho de 2015
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: José Ricardo Tarpani
• Beneficiário: Carine Lourenço Alves
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 14/20798-0 - Imageamento por ressonância magnética de danos e defeitos em compósitos laminados de matriz polimérica reforçados com carbono e componentes em escala real com o sensor (NMR-MOUSE), BE.EP.IC
• Assunto(s): Materiais não metálicos Materiais compósitos poliméricos Biomateriais In vivo Imageamento Extrusão termoplástica Propriedades mecânicas Ressonância magnética nuclear Pesquisa bibliográfica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Danificação mecânica | imageamento por ressonância magnética nuclear | implante estrutural humano | Inspeção Não-Destrutiva | laminado compósito polimérico | Biomateriais

Resumo

Uma profunda pesquisa bibliográfica recentemente conduzida por estes pesquisadores permitiu inferir uma extraordinária carência quanto ao número de técnicas de inspeção in vivo da integridade estrutural de implantes em humanos confeccionados com biomateriais compósitos fibrosos de matriz polimérica exibindo altíssimo desempenho mecânico e eficiência estrutural. De fato, apenas uma técnica com base em ondas acústicas foi proposta até o presente momento exclusivamente com tal intento. O desenvolvimento de novas técnicas seguras, confiáveis e precisas de monitoramento in loco de integridade destes implantes tecnologicamente mais avançados haverá de ser rapidamente implementada e utilizada nos casos a ocorrência de potenciais falhas decorrentes da própria funcionalidade e do meio em que opera o dispositivo implantado, bem como em situações de danos causados por eventos inesperados a que eles estão sujeitos em serviço. Em ambas as circunstâncias as propriedades mecânicas destes elementos estruturais podem ser drasticamente reduzidas com claros prejuízos ao indivíduo que deles se utiliza. De acordo com experiências prévias do orientador da presente proposta de projeto ICFapesp, o Imageamento por Ressonância Magnética Nuclear (IRMN) apresenta um excelente potencial para a obtenção de diagnósticos rápidos, indolores e confiáveis quanto à integridade estrutural de implantes estruturais confeccionados com biomateriais compósitos poliméricos fibrosos não-magnéticos. Neste trabalho, dois tipos de laminados compósitos poliméricos reforçados com fibras continuas de carbono, um de matriz termorrígida (epóxi) e outro de matriz termoplástica (poli-sulfeto de fenileno-PPS), e um laminado compósito polimérico de matriz termo fixa e poxídica reforçada com fibras continuas de vidro serão submetidos à inspeção por IRMN após fraturamento mecânico intencional realizado sob condições bem controladas, e subsequente exposição a uma solução simuladora de fluidos corporais. Desta forma, pode-se mesmo vislumbrar a possibilidade da estimativa da vida residual do implante estrutural por intermédio da análise e da interpretação dos correspondentes imageamentos RMN, ou então da inferência da eventual extensão da vida-útil do dispositivo nos casos mais favoráveis.