Dissertations / Theses: 'Scaffolds por impressão 3D'

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Dávila, Sánchez José Luis 1986. "Fabricação de scaffolds de PCL reforçados com ß-TCP mediante impressão 3D por rosca de extrusão para aplicações em engenharia tecidual." [s.n.], 2014. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265863.

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Abstract:

Orientador: Marcos Akira D'Ávila
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2018-08-26T13:08:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DavilaSanchez_JoseLuis_M.pdf: 7833063 bytes, checksum: 1e3a93b9b918ec86f9810207586b8fad (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: A engenharia tecidual é uma linha de pesquisa que emerge como a sinergia entre diferentes ramos da ciência. É orientada à obtenção de estruturas com características semelhantes à matriz extracelular (ECM) de diferentes órgãos e tecidos, com o objetivo de reparar, regenerar ou restaurar tecido danificado. Surge como uma solução viável para diferentes problemas de saúde, que com tratamentos convencionais têm limitações, principalmente devido à pequena quantidade de doadores. As estruturas que imitam as características da ECM são chamadas de scaffolds. A manufatura aditiva permite fabricar scaffolds com geometria controlada e 100% de interconectividade, mediante a aplicação progressiva de camadas de material. Neste trabalho foram fabricados scaffolds de policaprolactona (PCL) e scaffolds de compósitos de matriz PCL reforçados com ? fosfato tricálcico (?-TCP) para aplicações em tecido ósseo. Foram utilizadas composições de 10, 20 e 30% em peso de reforço. Primeiramente foram definidos os parâmetros de processamento, além disso, foi realizada a caracterização reológica do PCL mediante reometria capilar. Seguidamente foram fabricados scaffolds utilizando o processo de impressão 3D por rosca de extrusão, desenvolvido no Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI). Para a fabricação dos scaffolds foi desenvolvido um software que permite gerar trajetórias de impressão contínuas em curtos tempos. Posteriormente, foram caracterizadas as propriedades térmicas mediante a análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), a morfologia dos scaffolds utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microtomografia computadorizada (Micro-CT), a presença do reforço mediante difração de raios-X (XRD) e a estrutura química mediante espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). A caracterização mecânica foi realizada mediante o ensaio de compressão e a caracterização das propriedades hidrofílicas mediante a medição do ângulo de contato. Finalmente foi feito o ensaio de citotoxicidade in vitro. Os scaffolds fabricados apresentaram boas características morfológicas e propriedades dentro da faixa de aplicações em tecido ósseo. O ensaio de citotoxicidade in vitro mostrou que os scaffolds fabricados têm potencial para serem utilizados em aplicações em tecido ósseo
Abstract: Tissue engineering emerges as the synergy between different scientific fields. Its main objective is to repair, regenerate or restore damaged tissues or organs through the fabrication of structures with similar characteristics to the extracellular matrix (ECM). It is a viable solution to health problems, because conventional treatments have limitations, mainly due to the small number of donors. Structures that mimic the ECM characteristics are known as scaffolds. Additive manufacturing enables the fabrication of scaffolds with controlled geometry and 100% of interconnectivity through the progressive application of material layers. In this work, polycaprolactone (PCL) and PCL composites reinforced with ? tricalcium phosphate (?-TCP) were manufactured for bone tissue applications. Compositions of 10, 20 and 30% by weight of ?-TCP were used. Initially, processing parameters were determined. Furthermore, rheological properties of PCL were obtained by capillary rheometry. Then scaffolds were fabricated by 3D mini-screw extrusion printing, which was developed at the Renato Archer Information Technology Center (CTI). To fabricate scaffolds in short times and with continuous path, generator software was developed. Subsequently, thermal properties were obtained by thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), scaffolds morphology using computed microtomography (Micro-CT) and scanning electron microscopy (SEM), the reinforcement presence by X-ray diffraction (XRD) and chemical structure by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Mechanical characterization was performed by compression test and hydrophilic properties were studied by measuring the contact angle of water drops. Finally, cytotoxicity in vitro assay was performed. The fabricated scaffolds have good characteristics and suitable properties. Cytotoxicity in vitro assay shows that the scaffolds have potential for bone tissue applications
Mestrado
Materiais e Processos de Fabricação
Mestre em Engenharia Mecânica

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Costa, Alfredo Nuno Mota Ribeiro da. "Nanocompósitos de matriz polimérica para impressão 3D." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2016. http://hdl.handle.net/10773/16859.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Mecânica
O fabrico aditivo apresenta enorme potencial, uma vez que permite produzir objetos de geometrias complexas muitas vezes sem recorrer a ferramentas auxiliares, sendo ainda capaz de usar uma vasta gama de materiais. Um exemplo de uma das tecnologias aditivas é o fabrico por filamento fundido (FFF), frequentemente associado ao termo "impressão 3D". Um dos materiais termoplásticos mais utilizado é o ácido poliláctico (PLA), um material biocompatível e biodegradável, cuja produção industrial é menos poluente do que a maioria dos termoplásticos presentes no mercado. Com a evolução da tecnologia e uma crescente procura para soluções de impressão 3D, nomeadamente para impressão de peças de dimensões reduzidas e com propriedades específicas, torna-se importante o desenvolvimento de novos materiais. Assim, uma das soluções é a incorporação de nanopartículas, como os nanotubos de carbono e o grafeno, em materiais para impressão 3D, como o PLA. Desta forma, na presente dissertação foi elaborado um plano de trabalho experimental em que se permitiu processar e caracterizar nanocompósitos de PLA com nanotubos de carbono e nanocompósitos de PLA com grafeno. A caracterização mecânica e do índice de fluidez permitiram aferir as propriedades dos nanocompósitos processados e a sua adequação para impressão 3D.
Additive manufacturing has a great potential since it allows the production of objects with complex geometries frequently without resorting auxiliary tools, and still be able to use a wide range of materials. An example is the fused filament fabrication (FFF), frequently associated to "3D printing". One of the most widely used thermoplastics material is polylactic acid (PLA), a biocompatible and biodegradable material, which industrial production is less polluting than most thermoplastics present in the market. With the technology progress and rising demand for 3D printing solutions, especially for small size parts with specific properties, it is important to develop new materials. Thus, one solution is nanoparticles incorporation, such as carbon nanotubes and graphene, in 3D printing materials, such as PLA. In this dissertation was developed an experimental work plan that allowed to process and characterize PLA nanocomposites with carbon nanotubes and PLA nanocomposites with graphene. The processed nanocomposites properties were defined through mechanical and melt flow index characterizations allowing to study their suitability for 3D printing.

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Freitas, Luís Filipe Abreu de. "Scaffolds porosos à base de fosfatos de cálcio para regeneração óssea." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2015. http://hdl.handle.net/10773/16006.

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Abstract:

Mestrado em Materiais e Dispositivos Biomédicos
Graças ao aumento da esperança média de vida do ser humano, a engenharia de tecidos tem sido uma área alvo de enorme investigação. A utilização de estruturas tridimensionais porosas e biodegradáveis, denominadas de scaffolds, como matriz para a adesão e proliferação celular tem sido amplamente investigada. Existem atualmente diversas técnicas para a produção destas estruturas mas o grau de exigência tem vindo a aumentar, existindo ainda lacunas que necessitam ser preenchidas. A técnica de robocasting consiste numa deposição camada a camada de uma pasta coloidal, seguindo um modelo computorizado (CAD) e permite a produção de scaffolds com porosidade tamanho de poro e fração de porosidade controlados, boa reprodutibilidade, e com formas variadas, as quais podem ser idênticas às dos defeitos ósseos a preencher. O presente estudo teve como objetivo produzir scaffolds porosos à base de fosfatos de cálcio através de robocasting. Para tal, foram estudadas duas composições de pós à base de β-TCP, uma pura e outra co-dopada com estrôncio, zinco e manganês. Inicialmente os pós foram sintetizados pelo método de precipitação química por via húmida. Após a síntese, estes foram filtrados, secos, calcinados a 1000ºC e posteriormente moídos até possuírem um tamanho médio de partícula de cerca de 1,5 μm. Os pós foram depois peneirados com uma malha de 40μm e caracterizados. Posteriormente foram preparadas várias suspensões e avaliado o seu comportamento reológico, utilizando Targon 1128 como dispersante, Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) como ligante e polietilenimina (PEI) como agente floculante. Por fim, e escolhida a melhor composição para a formação da pasta, foram produzidos scaffolds com diferentes porosidades, num equipamento de deposição robótica (3D Inks, LLC). Os scaffolds obtidos foram secos à temperatura ambiente durante 48 horas, sinterizados a 1100ºC e posteriormente caracterizados por microscopia eletrónica de varrimento (SEM), avaliação dos tamanhos de poro, porosidade total e testes mecânicos. Ambas as composições estudadas puderam ser transformadas em pastas extrudíveis, mas a pasta da composição pura apresentou uma consistência mais próxima do ideal, tendo originado scaffolds de melhor qualidade em termos de microestrutura e de propriedades mecânicas.
With the increase of the average life expectancy of human beings, tissue engineering became an area of great interest to investigation. The use of porous and biodegradable three-dimensional structures, called scaffolds, as a matrix for cell adhesion and proliferation has been widely investigated. Currently, there are several techniques for producing such structures but with highly demanding requirements and still existing gaps, new developments are still needed. The robocasting technique consists in a layer by layer deposition of a colloidal ink, following a computer model (CAD) which allows the production of scaffolds with controlled pore size and porosity fraction, good reproducibility and various shapes, which may be identical to those of bones defects to be fulfilled. This study aimed to produce porous scaffolds based on calcium phosphates through robocasting. For this, two compositions based on β-TCP powders were evaluated. One consisting of pure β-TCP and another one of β-TCP co-doped with strontium, zinc and manganese. Both types of powders were synthetized by wet-chemical precipitation process at 90ºC, for 2 hours under controlled pH 7. The powders were then filtered, dried and calcined at 1000ºC and finally milled until a mean particle size of 1.5 μm was achieved. The milled powders were passed through 40 μm mesh sieve, characterized by different techniques, and then used to prepare well dispersed suspensions. Targon 1128, hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) and polyethylenimine were used as dispersant, binder and flocculating agent, respectively. The evaluation of the rheological behaviour of the suspensions allowed selecting the optimal concentrations of each processing additive. The as obtained inks were extruded using robotic deposition equipment (3D Inks, LLC) to produce scaffolds with different pore sizes. The green scaffolds were dried at room temperature for 48 hours and then sintered at 1100ºC and thereafter characterized by morphology (SEM), pore size, porosity and mechanical properties. Both investigated compositions could be transformed into extrudable inks, but the ink from pure β-TCP exhibited a consistency closer to the ideal, originating scaffolds with enhanced quality in terms of microstructure and mechanical properties.

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Lima, Felipe Borges Feliciano de. "Tratamento superficial de peças fabricadas por prototipagem rápida." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2015. http://repositorio.unb.br/handle/10482/21529.

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Abstract:

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015.
Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-30T17:01:43Z No. of bitstreams: 1 2015_FelipeBorgesFelicianodeLima.pdf: 2458276 bytes, checksum: d3a4a708471dbade64f90e9c13b281bc (MD5)
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Apesar de agora serem populares e acessíveis para pequenos laboratórios, empresas e hobbystas, a qualidade superficial das peças fabricadas através de FDM – Fused Deposition Modelling ainda não é satisfatória para grande parte dos propósitos de utilização da tecnologia. Ainda que novas abordagens nas técnicas de slicing e processamento das peças estejam sendo empregadas, o acabamento manual das mesmas ainda é necessário. Outros métodos de pósprocessamento das peças ainda são caros e pouco práticos. Este trabalho propõe e compara métodos de pós-processamento de peças impressas em ABS – Acrilonitrila Butadieno Estireno com o uso de Dimetilcetona (Acetona). A rugosidade superficial foi previamente medida em diversos corpos de prova que foram submetidas a quatro técnicas diferentes de tratamento, por diferentes períodos de tempo. As técnicas utilizadas foram: imersão em uma solução aquosa de acetona, exposição ao vapor de acetona em um recipiente hermético à 21°C, a 50°C e após o ponto de ebulição da acetona. Os resultados do trabalho são curvas de evolução da rugosidade superficial da peça com respeito ao tempo de aplicação do pós-tratamento. Os principais achados do trabalho são que estes tratamento são processos controláveis e com resultados previsíveis e que podem produzir reduções de rugosidade na ordem de 1000% ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT
Despite now being popular and affordable to small laboratories, companies and hobbyists, the surface quality of the parts produced through FDM - Fused Deposition Modeling are not yet satisfactory for a wide range of purposes. Even tough new approaches on model slicing and processing are being employed, hand finishing of the parts is still necessary. Other post-processing methods are not practical and expensive. This work proposes and compare methods of chemical post processing of Acrylonitrile Butadiene Styrene ABS printed parts with the use of dimethyl-ketone (acetone). Surface roughness was previously measured for several test artifacts that were then submitted to four different techniques of treatment for different periods. The techniques used were immersion in a acetone water solution; exposure to acetone vapor in a closed vessel, at 21°C, 50 °C and after the boiling point. The results are curves with the reduction of surface roughness with respect to post treatment duration for the different methods. The main finding is that this is a somewhat controllable process with predictable results and that produces reductions in surface roughness in the order of the 1000%.

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Muniz, Nathália Oderich. "Obtenção e caracterização de peças de alumina obtidas por impressão 3D jato de tinta." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2015. http://hdl.handle.net/10183/116728.

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Abstract:

Peças cerâmicas são normalmente produzidas através da aplicação de calor sobre argilas transformadas, de matérias-primas naturais ou materiais sintéticos, utilizando água e/ou outros aditivos como agentes de ligação, para formar um produto rígido, seguido por um processo de conformação. Alguns dos métodos mais comuns de conformação incluem extrusão, colagem, prensagem, colagem em fita e moldagem por injeção. No entanto, o uso de tecnologias de prototipagem rápida na fabricação de materiais cerâmicos tem aumentado nos últimos anos devido às suas muitas vantagens, porém poucos estudos foram realizados utilizando como matéria-prima a alumina em impressão 3D. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes ligantes (PVA, PVAc e Goma Arábica) nas propriedades físicas de peças de alumina obtidas por impressão 3D por jato de tinta. Além disto, avaliar também a influência da granulometria do pó na confecção destas peças. Porosidade aparente, densidade aparente, retração após tratamento térmico, resistência mecânica e tamanho de poro foram avaliados. Os resultados obtidos demonstraram que as peças com melhor acabamento e propriedades fisicas foram as com o ligante PVA. Ainda, foi aumentado o teor de ligante de 3 para 5% em massa. Nas amostras com 3%, uma granulometria média favoreceu a obtenção de melhores resultados estruturais e de aparência, sendo, por exemplo, os valores de resistência mecânica de 47MPa, porosidade aparente média de 30% e tamanho médio de poro próximo de 21μm. Para a concentração de 5%, foi a granulometria menor que obteve os melhores resultados, onde os valores de resistência mecânica, porosidade aparente média e tamanho de poro, por exemplo, foram de 63MPa, 22% e 21 μm, respectivamente. Para todos os ligantes e granulometrias a retração volumétrica média foi de ~50%. Conclui-se desta forma, que comparativamente, as peças impressas com os resultados mais satisfatórios foram as peças da composição com 5% de ligante PVA, passante em peneira 325 ABNT.
Ceramics pieces are typically produced by the application of heat upon processed clays, natural raw materials or chemically synthetic materials, accomplished of water and/other additives as binders, to form a rigid product followed by a shape forming process. Some of the most common forming methods for ceramics include extrusion, slip casting, pressing, tape casting and injection molding. However, the use of rapid prototyping technologies in the manufacture of ceramic materials in the biomedical area has increased in recent years due to its many advantages and few studies are conducted on obtaining alumina pieces intended for biomedical applications by 3D printing. Thus, the aim of this work was to evaluate the influence of different binders (PVA, PVAc and gum arabic) on the final properties of alumina parts obtained by inkjet printing. Moreover, was evaluated the influence of particle size in manufacturing parts. Apparent porosity, apparent density, retraction after thermal treatment, mechanical strength and pore size were evaluated. The results showed that the parts with PVA binder achieved a better appearance and better final properties. Further, the binder amount of 3 was increased to 5%wt. Samples with 3%wt and a mean particle size promoted to obtain the major structural results and appearance being, which for example, the mechanical strength was 47MPa, mean apparent porosity was 30% and mean pore size of 21μm. Samples with 5%wt and the minor particle size achieved the major results, where, for example, the values of mechanical strength, mean apparent porosity and mean pore size were 63MPa, 22% and 21μm, respectively. To all binders and particle size the volumetric shrinkage was ~ 50%. It was concluded, comparatively, the printed parts with the most satisfactory results were samples with 5%wt PVA, sieved at 325 mesh.

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Roque, Renan. "Biofabricação de scaffolds com fosfatos de cálcio e interconectividade estruturada entre poros /." Araraquara, 2019. http://hdl.handle.net/11449/183553.

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Abstract:

Orientador: Gustavo Franco Barbosa
Resumo: Há décadas, a engenharia de tecidos passou a ser considerada em diversas aplicações, um tratamento médico adequado, devido suas excelentes vantagens, além da escassez de órgãos e disponibilidade de tecidos para serem transplantados. Conhecida como regeneração de novos tecidos, esse ramo da engenharia biomédica fundamentada nos conhecimentos de Biologia, Química e Física, torna-se uma grande alternativa quando tratamentos farmacêuticos convencionais não são mais aplicáveis, utilizando-se de três tipos básicos de ferramentas: célula, scaffolds e fator de crescimento. Dessa forma, esse trabalho tem como propósito principal a manufatura de scaffolds, utilizando a tecnologia de impressão 3D a partir de polímeros termoplásticos biodegradáveis e fosfatos de cálcio (em escala micrométrica), com o objetivo de se obter estruturas 3D complexas e porosas que apresentem propriedades mecânicas adequadas (em relação a ossos) e interconectividade estruturada entre os poros. Com os modelos 3D dos scaffolds projetados, e a seleção e preparação dos materiais envolvidos, foram realizados ajustes de parâmetros para o processamento dos scaffolds e posterior fabricação dos mesmos, mediante o uso da tecnologia de manufatura aditiva com bioimpressora de microextrusão que utiliza sistema de distribuição pneumático para extrusão contínua do material. Por fim os scaffolds foram caracterizados por técnica de análise de propriedade mecânica por ensaio de compressão e as amostras avaliadas pelo método de M... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: For decades, tissue engineering has come to be considered in several applications, an adequate medical treatment, due to its excellent advantages, in addition to the scarcity of organs and the availability of tissues to be transplanted. Known as regenerating of new tissues, this branch of biomedical engineering grounded in the knowledge of biology, chemistry and physics, becomes a great alternative when conventional pharmaceutical treatments are no longer applicable, using three basic types of tools: cell, scaffolds and growth factor. Thus, the main purpose of this work is the manufacture of scaffolds, using the technology of 3D printing from biodegradable thermoplastic polymers and calcium phosphates (in micrometric scale), with the objective of obtaining complex and porous 3D structures that present properties mechanical (in relation to bones) and structured interconnectivity between the pores. With the 3D models of the scaffolds designed, and the selection and preparation of the materials involved, adjustments were made to the processing parameters of the scaffolds and their subsequent manufacture, using the technology of additive manufacturing with microextrusion bioprinter that uses pneumatic distribution system for continuous extrusion of the material. Finally, the scaffolds were characterized by technique of mechanical property analysis by compression test and the samples evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM) method.
Mestre

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Guduric, Vera. "3D Printing and Characterization of PLA Scaffolds for Layer-by-Layer BioAssembly in Tissue Engineering." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0858/document.

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Abstract:

L’Ingénierie tissulaire (IT) est un domaine interdisciplinaire qui applique les principes de l'ingénierie et des sciences de la vie au développement de substituts biologiques afin de restaurer, maintenir ou améliorer la fonction tissulaire. Sa première application consiste à remplacer les tissus endommagés par des produits cellulaires artificiels. Une autre application de l’IT est basée sur la production des modèles en 2 et 3 dimensions (2D et 3D) pour des études biologiques et pharmacologiques in vitro. Ces modèles ou remplacements de tissus peuvent être fabriqués en utilisant des différentes méthodes de médecine, biologie, chimie, physique, informatique et mécanique, fournissant un micro-environnement spécifique avec différents types de cellules, facteurs de croissance et matrice. L'un des principaux défis de l'IT la pénétration cellulaire limitée dans les parties internes des biomatériaux poreux. Une faible viabilité cellulaire au centre du produit d'IT est la conséquence de la diffusion limitée d'oxygène et de nutriments du fait d’un réseau vasculaire insuffisant dans l'ensemble de la construction 3D. Le BioAssembage couche-par-couche est une nouvelle approche basée sur l'assemblage de petites constructions cellularisées permettant une distribution cellulaire homogène et une vascularisation plus efficace dans des produits d’IT.Notre hypothèse est que l'approche couche-par-couche est plus adaptée à la régénération osseuse que l'approche conventionnelle de l'IT. L'objectif principal de cette thèse était d'évaluer les avantages de l'approche couche-par-couche en utilisant des membranes de polymères imprimées en 3D et ensemencées avec des cellules primaires humaines. Nous avons évalué l'efficacité de la formation du réseau vasculaire in vivo dans toute la construction 3D en utilisant cette approche et en la comparant à l'approche conventionnelle basée sur l'ensemencement des cellules sur la surface des scaffolds massives. Il n'y avait pas de différence significative dans le nombre de vaisseaux sanguins formés en 3D au niveau des parties externes des constructions implantées en site souscutanée chez des souris. Mais dans les parties internes des implants qui n'étaient pas en contact direct avec un tissu hôte, nous avons pu observer une formation des vaisseaux sanguins statistiquement plus efficace lorsque l'approche du bio-assemblage couche-par-couche a été utilisée. Cette formation de réseau vasculaire était plus importante dans le cas de co-cultures que de mono-cultures.Il y avait plusieurs objectifs secondaires dans ce travail. Le premier était de fabriquer des constructions 3D cellularisées pour l'IT en utilisant des membranes d'acide polylactique (PLA) et des cellules primaires humaines : des cellules de stroma de moelle osseuse humaine (HBMSCs) isolées de la moelle osseuse et des cellules progénitrices endothéliales (EPCs) isolées du sang du cordon ombilical. Ensuite, nous avons comparé différentes technologies de fabrication des scaffolds: impression 3D directe à partir de poudre de PLA et impression par fil fondu en utilisant une imprimante commerciale et une autre fabriquée sur mesure. L'imprimante sur mesure a permis le plus haut niveau de résolution d'impression spécialement adaptée à la forme et la taille des pores. Par ailleurs, nous avons évalué différents systèmes de stabilisation pour l'assemblage couche par couche : l’utilisation de clips en PLA imprimés en 3D a fourni une stabilisation plus efficace pour empiler les membranes PLA couche par couche. Un autre avantage de ce système de stabilisation est qu'il peut être implanté avec des implants. Ensuite, nous avons observé une prolifération et une différenciation cellulaire plus efficaces lorsque le système de co-culture était utilisé, en comparaison avec des mono-cultures.L'approche du bioassemblage couche-par-couche semble être une solution appropriée pour une vascularisation efficace dans des structures 3D entières d'ingénierie tissulaire
Tissue Engineering (TE) is “an interdisciplinary field that applies principles of engineering and the life sciences toward development of biological substitutes that restore, maintain, or improve tissue function”. The First application of TE is to replace damaged tissues by artificial cell-materials products of tissue engineering (TE). Another TE application is to produce 2 or 3 dimensional (2D and 3D) models for biological and pharmacological in vitro studies. These models or tissue replacements can be fabricated using a combination of different interdisciplinary methods of medicine, biology, chemistry, physics, informatics and mechanics, providing specific micro-environment with different cell types, growth factors and matrix.One of the major challenges of tissue engineering is related to limited cell penetration in the inner parts of porous biomaterials. Poor cell viability in the center of engineered tissue is a consequence of limited oxygen and nutrients diffusion due to insufficient vascular network within the entire construct. Layer-by-layer (LBL) BioAssembly is a new approach based on assembly of small cellularized constructs that may lead to homogenous cell distribution and more efficient three dimensional vascularization of large tissue engineering constructs.Our hypothesis is that LBL Bioassembly approach is more suitable for bone regeneration than conventional tissue engineering approach. The primary objective of this thesis was to evaluate the advantages of LBL Bioassembly approach using 3D-printed polymer membranes seeded with human primary cells. We have evaluated the efficiency of vascular network formation in vivo within entire 3D tissue engineering construct using LBL bioassembly approach and comparing it to the conventional approach based on seeding of cells on the surface of massive 3D scaffolds. There was no significant difference in number of formed blood vessels in 3D at the outer parts of constructs implanted subcutaneously in mice 8 weeks post-implantation. But in the inner parts of implants which were not in direct contact with a host tissue, we could observe statistically more blood vessel formation when LBL bioassembly approach was used. This vascular network formation was more important in the case of co-cultures than mono-vultures of HBMSCs.There were several secondary objectives in this work. The first was to fabricate cellularized 3D constructs for bone tissue engineering using poly(lactic) acid (PLA) membranes and human primary cells: human bone marrow stroma cells (HBMSCs) isolated from the bone marrow, and endothelial progenitor cells (EPCs) isolated from the umbilical cord blood. Then, we have compared different Additive manufacturing technologies to fabricate scaffolds: direct 3D printing (3DP) starting from PLA powder dissolved in chloroform and fused deposition modelling (FDM) using a commercial or a custom-made printer with different resolutions.The custom-made printer equipped with 100 μm nozzle allowed the highest level of printing resolution concerning pores shape and size. In the meantime we evaluated different stabilization systems for layer-by-layer assembling of PLA membranes with human primary cells: the use of 3D printed PLA clips provided the most efficient stabilization to stack PLA membranes in 3D. Another advantage of this stabilization system is that it could be implanted together with LBL constructs. Then we investigated the most suitable cell culture system for such constructs and we observed more efficient cell proliferation and differentiation when co-culture system is used, comparing to mono-cultures.LBL bioassembly approach seems to be suitable solution for efficient vascularization within entire large 3D tissue engineering constructs especially when co-cultures of mesenchymal and endothelial cells are used

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Ozelim, Luan Carlos de Sena Monteiro. "Concepção e validação de um modelo matemático-digital para o meio poroso por meio de microtomografia, automatos celulares e impressões 3D." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2014. http://repositorio.unb.br/handle/10482/17159.

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Abstract:

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014.
Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-11-28T12:42:34Z No. of bitstreams: 1 2014_LuanCarlosSenaMonteiroOzelim.pdf: 4552052 bytes, checksum: fa420fa9d0d7622f33280a7354b07813 (MD5)
Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-12-01T15:24:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_LuanCarlosSenaMonteiroOzelim.pdf: 4552052 bytes, checksum: fa420fa9d0d7622f33280a7354b07813 (MD5)
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O estudo da geometria da matriz porosa tem se mostrado de fundamental importância para a moderna engenharia geotécnica. Tal fato advém da crescente utilização de métodos numéricos, os quais necessitam de um domínio computacional que deve representar da melhor maneira possível o meio simulado. É com esse intuito que a presente tese analisou e validou a utilização de microtomografias, autômatos celulares e impressões 3D como forma de geração de um modelo físico-computacional para os meios porosos. Em um primeiro momento, estudou-se a possibilidade de obtenção de parâmetros de transporte a partir da simulação em escala de poros em domínios computacionais obtidos por meio de tomografias. Amostras de esferas de vidro, areia e areia argilosa foram analisadas por meio de tomografias em diferentes resoluções. Verificou-se que para o caso das areias e do vidro, quando a razão entre o lado do domínio cúbico simulado e o diâmetro efetivo da amostra é de cerca de 6 a 10, o coeficiente de variação da permeabilidade é de cerca de 10%. Por outro lado, para as amostras de argila, quando aquela razão é de cerca de 20 a 30, o coeficiente de variação é de cerca de 40%. Em ambos os casos, observou-se que o valor de permeabilidade aferido é correspondente àquele obtido nas escalas experimentais tradicionais. Em relação ao estudo de resoluções das tomografias, observou-se que a diminuição da resolução pode ser um aliado na questão do aumento do domínio simulado quando recursos computacionais são escassos. Deve-se, no entanto, atentar para a preservação da representação dos macroporos. Em relação aos autômatos celulares 3D, um estudo completo foi realizado, a fim de obter regras de interesse para a representação do meio poroso. Por fim, as impressões 3D foram utilizadas para validar as rotinas do software Avizo Fire ®, mostrando que o upscale do programa pode não ser adequado aos casos analisados. Ainda, a análise metrológica revelou que em todas as impressões analisadas, mais de 95% dos desvios entre impressão e modelo computacional são menores do que a precisão da impressora (0,3mm). Assim, as impressões 3D são válidas como forma de representação do meio poroso. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT
In modern geotechnical engineering, the study of the geometry of the porous matrix has been shown to be of fundamental importance. This emerges from the growing usage of numerical methods, which require a computational domain that best represents the simulated medium. Based on those needs, the present thesis analyzed and validated the usage of microtomographies, cellular automata and 3D printing as a way to generate a physical-computational model for porous media. At first, the possibility of obtaining transport parameters by means of pore-scale simulations in computational domains based on tomographies has been studied. Samples of glass beads, sand and claily sand have been analyzed based on tomographies with different resolutions. In the cases of glass beads and sands, it has been verified that when the ratio between the length of the side of the cubic simulated domain and the characteristic diameter of the sample is of 6 to 10, the coefficient of variation of the permeability is of about 10%. For the claily sand samples, when such ratio is of 20 to 30, the coefficient of variation is of about 40%. In both cases, the mean permeability obtained is similar to the one obtained from standard permeability tests. Regarding the resolution effects, it has been observed that the decreasing in resolution can be an ally in the issue of increasing the real size of the simulated domain when computational resources are scarce. One must, on the other hand, pay close attention to preservation of the macropores. With respect to the 3D cellular automata, a complete study has been performed in order to obtain rules which are of interest to represent the porous media. Finally, 3D prints have been used to validate the software Avizo Fire ®, showing that the upscale used by such software may not be adequate in the cases studied. Besides, the metrological analysis revealed that for all the prints analyzed, more than 95% of the deviations between the print and the computational model are smaller than resolution of the printer (0,3mm). Thus, 3D printing has been validated as an effective way of representing artificial porous media.

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Barroso, Willian Fernando. "Proposta de viabilidade técnica-econômica para bioimpressão 3D auxiliada por manipulador robótico /." Araraquara, 2019. http://hdl.handle.net/11449/190728.

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Abstract:

Orientador: Gustavo Franco Barbosa
Resumo: O presente projeto de pesquisa, tem como objetivo estudar a viabilidade técnica e financeira para implementação de um manipulador robótico colaborativo,para bioimpressão, utilizando seringas para aplicação da biotinta, definindo os parâmetros de impressão, materiais e equipamentos disponíveis. Propõe-se um estudo sobre os desafios da bioimpressão, tanto na área de desenvolvimento de novos equipamentos,processos e materiais, assim como os desafios sobre impressão de tecidos humanos com células vivas. O trabalho foi realizado com base na revisão da literatura, abordando os principais autores e empresas especializadas no tema proposto, de modo a alcançar o objetivo. O presente projeto estudará a viabilidade de implementação das seringas como efetuador em um manipulador robótico. A metodologia consiste em modelo teórico, seleção dos materiais disponíveis, dividido em quatro etapas, onde serão analisados: concepção, modelo 3D, validação da ideia com simulação em ambiente virtual e fabricação do protótipo em um momento futuro. Os métodos aplicados no projeto contam com um enfoque descritivo qualitativo, com o objetivo de estudar as características e equipamentos apresentados para a fabricação de arcabouços (scaffolds) e tecidos com o uso de robô colaborativo.
Abstract: This research project aims to study the technical and financial feasibility of implementing a collaborative robotic manipulator, for bioprinting, using syringes for bioinkapplication, defining the printing parameters, materials and equipment available. A study is proposed on the challenges of bioprinting, both in the area of development of new equipment, processes and materials, as well as the challenges of printing human tissues with living cells. The work was based on the literature review, approaching the main authors and companies specialized in the proposed theme, in order to reach the objective. This project will study the feasibility of implementing syringes as an effector in a robotic manipulator. The methodology consists of theoretical model, selection of available materials, divided into four stages, which will be analyzed: conception, 3D model, idea validation with simulation in virtual environment and prototypefabrication in a future moment. The methods applied in the project have a qualitative descriptive approach, aiming to study the characteristics and equipment presented for the manufacture of scaffolds and fabrics using a collaborative robot.
Mestre

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Caselas, Raissa Gonçalves. "Materialização do imaginário por meio da estética de próteses de membro superior." Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, 2018. https://tede2.pucsp.br/handle/handle/21693.

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Abstract:

Submitted by Filipe dos Santos (fsantos@pucsp.br) on 2018-12-05T11:48:18Z No. of bitstreams: 1 Raissa Gonçalves Caselas.pdf: 4140601 bytes, checksum: 39e478f743f8ad192024eec9ac3c9304 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-12-05T11:48:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raissa Gonçalves Caselas.pdf: 4140601 bytes, checksum: 39e478f743f8ad192024eec9ac3c9304 (MD5) Previous issue date: 2018-09-27
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
With the increasing insertion of 3D printing technologies in the industry, it becomes possible to develop new approaches for objects of different uses, allowing the creation of products highly adaptable to users, as well as the possibility of overcoming design barriers. Being aware of the limits of production and mechanical strength of materials as for lower limb prostheses when related to 3D printing, this research focused on the development of upper limb prostheses. Aiming to analyze the aesthetic and functional ways that the production of these prostheses has covered, were proposed case studies that sharpened the user's imagination and allowed them to be brought from the intangible to the palpable. Projects that were once considered to be impractical, with the technological advance are shown to be feasible, since CAD modeling with 3D printing opens new possibilities. Basing on the information sharing and using open source prosthesis designs, it was possible to attest to its reproducibility as well as the recurring aesthetic attributes, thus, two prostheses were printed and constructed with the use of additive manufacturing technology. Based on several authors from different areas, such as Lucia Santaella, Masahiro Mori, Vilem Flusser, João Teixeira, Chris Anderson and Kathryn Allan, as well as product development concepts, it was finally noticed that the aesthetics resulting from this union permeates the cyberpunk universe, introducing people who have physical disabilities not as "imperfect," but through technology, they can be like superhumans. Contrary to what was believed, prostheses showed a certain tendency towards robotization, admitting their inorganic nature and providing other means of personalization
Com a crescente inserção das tecnologias de impressão 3D na indústria, torna-se possível o desenvolvimento de novas abordagens para objetos de usos diversos, permitindo a criação de produtos altamente adaptáveis aos usuários, bem como a possibilidade de vencer barreiras projetuais. Tendo conhecimento dos limites de produção e de resistência mecânica dos materiais quanto as próteses de membro inferior quando relacionados à impressão 3D, esta pesquisa focou no desenvolvimento de próteses de membro superior. Buscando analisar os caminhos estéticos e funcionais que a produção dessas próteses tem cursado, foram propostos estudos de caso que aguçavam o imaginário do usuário e que permitiam trazê-los do intangível ao palpável. Projetos que outrora viam-se como sendo impraticáveis, com o avanço tecnológico se mostram realizáveis, pois a modelagem CAD junto a impressão 3D abrem novas possibilidades. Apoiando-se também no compartilhamento de informações e utilizando projetos de próteses open source, foi possível atestar sua reprodutibilidade, bem como os atributos estéticos recorrentes, assim, foram impressas e construídas duas próteses com a utilização de tecnologia de manufatura aditiva. Nos embasando em diversos autores de áreas distintas como, Lucia Santaella, Masahiro Mori, Vilem Flusser, João Teixeira, Chris Anderson e Kathryn Allan, além de conceitos de desenvolvimento de produtos, percebeu-se, por fim, que a estética que resulta dessa união permeia o universo do cyberpunk, apresentando as pessoas que possuem deficiências físicas não como “imperfeitas”, mas por meio da tecnologia, podem ser como super-humanos. Diferentemente do que se acreditava, as próteses apresentaram certa tendência à robotização, admitindo sua natureza inorgânica e propiciando outros meios de personalização

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Viana, Tanisa Carla Toscano. "Influência da tecnologia de impressão 3D (biomodelos) no planejamento clínico terapêutico de pacientes portadores de caninos inclusos." Universidade Estadual da Paraíba, 2017. http://tede.bc.uepb.edu.br/tede/jspui/handle/tede/2760.

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Abstract:

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-03-22T14:01:49Z No. of bitstreams: 1 PDF - Tanisa Carla Toscano Viana.pdf: 12346895 bytes, checksum: fe10348e684cc31cbfbc93ec862d8fda (MD5)
Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2017-03-22T15:14:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Tanisa Carla Toscano Viana.pdf: 12346895 bytes, checksum: fe10348e684cc31cbfbc93ec862d8fda (MD5)
Made available in DSpace on 2017-03-22T15:14:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Tanisa Carla Toscano Viana.pdf: 12346895 bytes, checksum: fe10348e684cc31cbfbc93ec862d8fda (MD5) Previous issue date: 2017-01-25
Several factors may hinder the correct eruption of the canines, leading to impaction, however, due to their importance, there is a great interest in carrying out their traction, however, inaccurate diagnosis and treatment plans based on 2D images have been responsible for failures reported in the literature . This work investigated the influence of the biomodel in the clinical planning of canines included, through two questionnaires answered by orthodontists, the first one after evaluating a clinical case of included canines through radiographic examinations and the other after analyzing the same clinical case through the biomodel image 3D. The study included orthodontists registered in the CRO-PB, 75% female, 51.7% aged 40 years or less, with a dental degree of 15 years or less (53.4%) and time Postgraduate course of 8 years or less (57.6%). 98.3% answered that the presented biomodel helped to clarify the case better, 96.7% answered that the biomodel brings more safety in the indication of treatment, we did not find statistically significant differences between the two situations regarding the degree of difficulty of the case, in Significant differences were observed between the prognosis of the presented case when comparing the responses of the participants without and with the use of biomodels, regarding the treatment option there were no significant changes when presenting the biomodel, however this change is observed when the question is asked about the Direction of traction. It was concluded that the biomodel provided a better clarification of the case and more safety at the time of indicating the treatment plan, as well as may influence the prognosis and initial direction in the cases of traction, however there were no significant changes in the type of treatment indicated to the case Nor in the degree of difficulty.
Diversos fatores podem dificultar a correta erupção dos caninos, levando a impacção, porém, devido à sua importância, há um grande interesse em realizar o seu tracionamento, contudo diagnósticos e planos de tratamento imprecisos baseados em imagens 2D têm sido responsáveis por insucessos relatados na literatura. Diante desse contexto este trabalho teve por objetivo investigar a influência da tecnologia de impressão 3D (biomodelo), imagem 3D no planejamento clínico de caninos inclusos. A amostra foi composta por ortodontistas inscritos no CRO-PB que responderam a dois questionários, sendo o primeiro respondido após avaliar um caso clinico de caninos inclusos através de exames radiográficos e o segundo após analisar o mesmo caso clínico apenas com o biomodelo. O estudo mostrou que o biomodelo influenciou positivamente mudando o prognóstico e plano de tratamento, sendo que 98,3% dos participantes da pesquisa afirmaram que o biomodelo ajudou a esclarecer melhor o caso e 96,7% disseram que o biomodelo trouxe mais segurança na indicação do plano de tratamento.

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Moretto, Emerson Galves. "Elaboração de próteses auriculares individualizadas por meio de manufatura apoiada por computador." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-22032017-092545/.

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Abstract:

Próteses auriculares tem o objetivo de proporcionar uma maior confiança a pacientes com perdas parciais ou totais da orelha. A aparência realista de uma prótese é fator fundamental para a recuperação psicossocial dos pacientes, pois auxilia na dissimulação da perda. O procedimento convencional de elaboração de próteses auriculares envolve o trabalho de um especialista que utiliza processos manuais para recriar a forma singular de uma orelha. Este é um processo lento, complexo e naturalmente pode ocasionar imperfeições. Este estudo apresenta um procedimento que, a partir de exames de imagem, utiliza técnicas computacionais de reconstrução, espelhamento e inversão de modelos tridimensionais para manufatura aditiva (impressão 3D) de moldes. Os resultados mostram que a prótese elaborada utilizando o processo exibe alto grau de realismo, apresentando 97,8% de similaridade dimensional comparada com a orelha sã do paciente.
Auricular prostheses are intended to provide confidence to patients with partial or total loss of the ear. The realistic appearance of a prosthesis is a key factor for the psychosocial recovery helping in dissimulation of loss. The standard procedure of auricular prosthesis design involves the work of an expert using manual processes to recreate the complex shape of the ear. This slow and complex process can easily lead to imperfections. This study presents a procedure that starting from an image exam uses computational techniques of reconstruction, mirroring and inversion of three-dimensional models for additive manufacturing (3D printing) of molds. The results show that the designed prosthesis using the process has a high level of realism, with 97.8% of similarity compared to the healthy ear of the patient.

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GOES, FILHO Paulo Roberto Soares de. "Confecção e avaliação mecânica de implantes ortopédicos produzidos em poli (L-ácido lático) (PLLA) por impressoras 3D." Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2016. http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/5040.

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Abstract:

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-07-19T14:03:24Z No. of bitstreams: 1 Paulo Roberto Soares de Goes Filho.pdf: 2065876 bytes, checksum: 66621844e9066623229e05142e75fead (MD5)
Made available in DSpace on 2016-07-19T14:03:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Roberto Soares de Goes Filho.pdf: 2065876 bytes, checksum: 66621844e9066623229e05142e75fead (MD5) Previous issue date: 2016-03-11
The objective of this work the production and biomechanical evaluation of structural orthopedic implants for fracture fixation in bioresorbable polymer, poly (lactide L) (PLLA) using a printing technique 3D deposition of layers of polymer melt for further experimental application in femur rabbit. For the production of implants, i.e. orthopedic plates curved section and locking screws it was taken as base femurs anatomy rabbits slaughtered for consumption which have had their dimensions and measured shapes as a reference for computer aided design (CAD) in specific program. The project was suitable for a three-dimensional modeling program controller of a printer in 3 dimensions printed, by deposition of layers, plates and orthopedic screws. The models were subjected to mechanical strength tests, three models of plates 4 and 6 holes with locking screw, and a plate anatomically optimized addition of a suitable screw type blocked plates. In the bending strength test with 4 points of support for 6 holes plate obtained values of 748 ± 62 N while the blocked plate 4 holes obtained values of 374 ± 42 N. The screw was subjected to peel strength testing in a polyurethane foam which simulates the cortical bone, the average value was 33 ± 6 N. the optimized anatomically plate obtained in the bending test after 662 ± 220N and irradiated with 40 kGy 193 ± 20N. From the point of view of mechanical resistance to bending test work showed the viability of producing structural orthopedic implants for fracture receiving little mechanical load although necessary in vivo tests that prove the effectiveness of the production technique and the material used.
Objetivou-se com este trabalho a produção e avaliação biomecânica de implantes ortopédicos estruturais para fixação de fraturas em polímero biorreabsorvível, o poli ( L- ácido lático) (PLLA) usando a técnica de impressão 3D por deposição de camadas de polímero fundido, para posterior aplicação experimental em fêmur de coelho. Para a produção dos implantes, isto é, placas ortopédicas de secção curva e parafusos bloqueados, foi tomada como base a anatomia de fêmures de coelhos abatidos para consumo que tiveram suas dimensões e formas aferidas como referência para um desenho assistido por computador em programa específico (CAD). O projeto foi adequado para um programa de modelagem tridimensional controlador de uma impressora em 3 dimensões que imprimiu, pela deposição de camadas, as placas e parafusos ortopédicos. Os modelos obtidos foram submetidos a testes mecânicos de resistência, sendo três modelos de placas, de 4 e 6 furos, com bloqueio de parafuso, e uma placa otimizada anatomicamente além de um modelo de parafuso adequado as placas bloqueadas. Em ensaio de resistência a flexão com 4 pontos de apoio a placa de 6 furos obteve valores de 748±62 N enquanto a placa bloqueada de 4 furos obteve valores de 374±29 N. O parafuso foi submetido a teste de força de arrancamento em uma espuma de poliuretano que simula osso cortical, o valor médio obtido foi de 33±6 N. A placa otimizada anatomicamente obteve no ensaio de flexão 662±220N e após irradiada com 40 KGy 193±20N. Do ponto de vista da resistência mecânica ao ensaio de flexão o trabalho mostrou a viabilidade de produzir implantes ortopédicos estruturais para fraturas que recebam pouca carga mecânica embora sejam necessários ensaios in vivo que comprovem a eficácia da técnica de produção e do material usado.

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Dias, Anderson Almeida. "Desenvolvimento de células eletroquímicas com impressão 3D e escrita direta em papel para aplicações analíticas e bioanalíticas." Universidade Federal de Goiás, 2016. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/6017.

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Abstract:

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-08-29T14:56:34Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anderson Almeida Dias - 2016.pdf: 2267814 bytes, checksum: ee86b1492eb772ffa46bd1de1e5e9e4b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)
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Made available in DSpace on 2016-08-29T14:56:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anderson Almeida Dias - 2016.pdf: 2267814 bytes, checksum: ee86b1492eb772ffa46bd1de1e5e9e4b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-06-03
Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
This manuscript describes development of batch injection analysis (BIA) cells using a 3D printer as well show the fabrication of pencil draw electrode on paper platform. Bia cells were employed on wall-jet configuration coupled with amperometric system. Bia systems were used to detect a product reaction obtained by paper-microreactor and determine ethanol in whiskey samples. Fabrication process using 3D printer was simple, fast (lower than four hours) and cost effectiveness (ca. $ 3.43 and 1.07 to the 1st and 2nd generation of Bia system, respectively). The 1st generation of Bia cell was production to be couple with commercial screen printed electrodes (SPEs) by DropSens (DropSens, DPR 710 model) and 2nd generation have support to put home-made electrodes. Both Bia cells, present a specific compartment to be coupled the micropipette. Paperbased microreactors (MOPs) were used with the 1st generation of Bia cell and the system was employed to measure glucose through the generation of hydrogen peroxide by the reaction of glucose with glucose oxidase and amperometric detection of H2O2 generated in the reaction at a potential of -0.25 V vs. Ag. In the same way of Bia cell, MOPs fabrication process is simpler, faster and cheaper (ca. $ 0.02 cent each). In general, the system shows a good linear response for concentration range between 1 to 10 mmo L-1. The limit of detection (LD) and quantification (LQ) found were 0.11 mmol L-1 and 0.38 mmol L-1, respectively. Besides, the measure of glucose using five different MOPs presented a good repeatability (RSD between 1.5 to 2.8%) and reproducibility (RSD = 0.66%). The 2nd generation of Bia cell was coupled with copper working electrode modified thermally and chemically. This cell was employed to determine the presence of ethanol in whisky sample using 1 mol L-1 NaOH as supporting electrolyte and potential of 0.45 V vs Ag / AgCl. The modified-electrode shows optimum stability to measure seventy minute of consecutive injection with RSD lower than 4.7%. A good linear response was obtained when concentration of ethanol ranged from 2.5 to 25% (v/v). The LD achieved was ca. 0.07% (v/v). Besides the Bia cells experiments, this work describes the fabrication process of alternative electrodes by hand drawing pencil on paper platform. Initially, the geometry of sensing electrodes was drawn using a graphic software and printed on paper surface. During printing process, toner lines were deposited on paper to delimit the electrode area. Then, the desire layout was draw using a pencil and laminated using benchtop laminator. This last step is necessary to make the electrical insulation. Fabrication process of alternative electrodes was simple, fast (~ 20 minutes) and cost effectiveness (ca. $ 0,023). Characterization of paper electrodes was made by cyclic voltammetry with potassium ferrocyanide (5 mmol L-1) in KCl solution (0.5 mol L-1). Besides, showed good peak separation (ΔEp) ca. 238 mV and excellent reproducibility. The RSD was lower than 2.25% to five different electrodes.
Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de células para análise por injeção em batelada (BIA, do inglês “batch injection analysis”) mediante uso de uma impressora 3D assim como a fabricação de eletrodos utilizando uma técnica de escrita direta em papel. As células BIA foram utilizadas com detecção eletroquímica, visando a análise de um produto de reação realizada em microrreatores de papel e, também, de etanol em amostras de uísque. As células BIA, fabricadas no laboratório por meio de uma impressora 3D, apresentaram baixo custo (cerca de R$ 12,00 e R$ 3,75 para 1° e 2° geração respectivamente), fabricação rápida (cerca de 4 horas e 1 hora e 40 minutos para 1° e 2° geração respectivamente) e robustez. Ambas as células BIA foram utilizadas com detecção amperométrica (DA) e apresentam configuração wall-jet. A 1° geração BIA possui suporte para eletrodos serigrafados (SPEs) comerciais da DropSens e pipeta eletrônica e a 2° geração BIA possui suporte para eletrodos convencionais construídos no laboratório e pipeta eletrônica. Os microrreatores à base de papel (MOPs) foram vinculados à 1° geração da célula BIA, este sistema foi utilizado para quantificação de glicose a partir da geração de peróxido de hidrogênio mediante a reação da glicose com glicose oxidase, e detecção do H2O2 gerado com SPEs de carbono modificado com azul da prússia (DropSens, modelo DPR 710) em um potencial de -0,25 V versus Ag. A confecção dos MOPs é simples, rápida (2 horas e 30 minutos) e de baixo custo (cerca de R$ 0,06 a unidade). Para a fabricação dos microrreatores a base de papel, primeiramente foi realizada a modificação química da superfície do papel. Para, em seguida, efetuar a imobilização covalente da enzima. Os ensaios realizados utilizando os MOPs vinculados a 1° geração da célula BIA com detecção amperométrica (BIADA) apresentaram linearidade para faixa de concentração entre 1 e 10 mmol L-1 (R² = 0,990), alta repetitividade (DPR entre 1,5% e 2,8%) e elevada reprodutibilidade (DPR = 0,66%) para 5 microrreatores. Os limites de detecção e quantificação obtidos foram de 0,11 mmo L-1 e 0,38 mmol L-1 respectivamente. A 2° geração da célula BIA foi acoplada com eletrodo de trabalho (ET) de cobre modificado por tratamento químico / térmico e utilizada para verificação de adulteração em uísques através da quantificação de etanol utilizando NaOH 1 mol L-1 como eletrólito suporte e potencial de 0,45 V versus Ag/AgCl. Os ensaios utilizando a 2° geração da célula BIA-DA apresentaram linearidade para faixa de concentração entre 2,5 e 25 % v/v de etanol (R² = 0,998) e elevada estabilidade (DPR = 4,7%) para aproximadamente 70 minutos de injeções consecutivas. O limite de detecção obtido para o etanol foi de 0,07% (v/v). Os eletrodos em plataforma de papel foram produzidos através da pintura direta com lápis. Para a fabricação destes dispositivos, primeiramente o layout dos eletrodos são impressos no papel para definir a área do desenho dos eletrodos. Em seguida os eletrodos são pintados com lápis, depois os dispositivos são plastificados com polaseal com o objetivo de isolar os contatos e delimitar a área dos eletrodos. A confecção destes eletrodos é rápida (~ 20 minutos) e de baixo custo (R$ 0,082 a unidade). Os eletrodos foram caracterizados utilizando voltametria cíclica com ferrocianeto de potássio 5 mmol L-1 solubilizado em KCl 0,5 mol L-1. Estes dispositivos apresentaram elevada reprodutibilidade (DPR = 2,25%) para 5 eletrodos distintos.

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Yamashiro, Laise Michi. "Biocompatibilidade de implante de co-poliamida associada à elastômero termoplástico (pctpe) customizado por impressora tridimensional em anastomose traqueal de coelho (oryctolagus cuniculus) /." Jaboticabal, 2019. http://hdl.handle.net/11449/181759.

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Abstract:

Orientador: Paola Castro Moraes
Resumo: O escopo do presente trabalho visa a análise da reparação tecidual traqueal, viabilidade e biocompatibilidade de implante manufaturado tridimensionalmente por método de modelagem por fusão e deposição de co-poliamida associado a elastômero termoplástico aplicado por técnica de anastomose, em coelhos. Quinze animais foram divididos em três grupos homogêneos, referentes aos momentos das eutanásias programadas: sete, 15 e 30 dias. Sinais de caráter clinico e cirúrgico foram observados diariamente durante o tempo de sobrevida de cada grupo, indicando ausência de sinais respiratórios e complicações com a técnica de implantação. Avaliações macroscópicas foram realizadas, para verificar o comportamento tecidual perante a inserção do biomaterial por inspeção direta, assim como análise histopatológica em coloração hematoxilina-eosina para investigação das reações celulares locais. Os resultados dos estudos citado à cima foram aplicados ao teste Exato de Fisher, sob significância de 5% (p<0,05). Não houve deformidade traqueal, deiscência de sutura e luxação da prótese em nenhum animal do projeto. Processo inflamatório de padrão misto foi notado em todos os tempos explorados de forma decrescente, presença de crescimento tecidual sob implante conforme a reparação do organismo frente a prótese ocorreu de forma progressiva e houve escassez de células gigantes, comprovando ausência de reação tipo corpo estranho, revelando boa aceitação do implante e do material proposto na reparação de teci... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: The scope of the present work aims at the analysis of the tracheal tissue repair, viability and biocompatibility of a three-dimensional manufactured implant by fusion molding and co-polyamide deposition associated with thermoplastic elastomer applied by anastomosis technique in rabbits. Fifteen animals were divided into three homogeneous groups, related to the euthanasia moments programmed: seven, 15 and 30 days. Signs of clinical and surgical character were observed daily during the survival time of each group, indicating absence of respiratory signs and complications with the implantation technique. Macroscopic evaluations were performed to verify the tissue behavior before insertion of the biomaterial by direct inspection, as well as histopathological analysis in hematoxylin-eosin staining to investigate the local cellular reactions. The results of the above-mentioned studies were applied to Fisher's exact test, in a significance of 5% (p <0.05). There was no tracheal deformity, suture dehiscence, and dislocation of the prosthesis in any animal of the project. Inflammatory process of mixed pattern was observed at all times explored decreasingly, presence of tissue growth under implant as the repair of the organism before the prosthesis occurred progressively and there was a shortage of giant cells, proving absence of foreign body type reaction, revealing good acceptance of the implant and of the proposed material in the repair of tracheal tissue. Thus, it is concluded that... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre

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Pinto, Rúben Manuel Macedo. "Desenvolvimento e projeto de uma impressora de deposição de material fundido com alimentação por material granulado." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2016. http://hdl.handle.net/10773/22350.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Mecânica
O trabalho aqui reportado visa a conceção, projeto, desenvolvimento de uma impressora 3D, com alimentação por granulado, capaz de imprimir peças mais económicas, numa impressora mais económica, sendo esta a principal diferenciação relativamente às impressoras comercialmente disponíveis usando a tecnologia de fabricação por lamento Fundido (FDM). No processo de impressão 3D, o equipamento deve manter as caraterísticas de funcionamento normais dentro de determinados parâmetros durante todas as fases do processo. Para tal o processo de desenvolvimento passou por uma análise competitiva deste tipo de impressoras, onde foram identi cados os principais requisitos dos clientes, assim como as principais especi cações técnicas associadas a integração das novas funcionalidades. A partir deste ponto aplicou-se um referencial de projeto e engenharia de produto que passou pela aplicação de um conjunto de ferramentas que tentaram sistematizar e hierarquizar a informação necessária à conceção e projeto da impressora, tais como: identi car e hierarquizar as necessidades dos clientes, estabelecer requisitos do produto e selecionar os valores alvo das especi cações técnicas através da casa da qualidade (QFD). Procedeu-se ao projeto térmico e de mecânico da cabeça de extrusão e estrutura da impressora. De forma a avaliar o projeto desenvolvido, utilizaram-se ferramentas de simulação num érica com recurso ao método dos elementos nitos para uma avaliação do desempenho funcional tanto a nível estrutural como térmico. Os resultados foram obtidos a partir de simulações computacionais onde foram analisados e validados para as duas fases, de condicionamento térmico da cabeça de extrusão e para a estrutura da impressora. Posteriormente procedeu-se à realização dos desenhos técnicos, de conjunto e de de nição dos elementos principais.
The aim of this study is to design, project and develop a 3D printer with a granular feeding system, capable of being a more competitive economical solution both by printing cost and acquisition price, rather than the traditionally fused deposition modeling (FDM) system printers commercially available. In the 3D printing process, the product must maintain the normal operating characteristics within certain limits during all phases of the printing process, therefore the development process underwent a competitive analysis, where the main requirements of the customers have been identi ed as well as the main technical speci cations associated with the integration of new features. Taking this into account, it was applied a referential project and product engineering, which included the use of a set of tools that allows the collection and organization of all the information required to design and develop of the printer, such as: the identi cation of client needs, selection of target values related to the technical speci cations of the printer and determination of their relation, through Quality Function Deployment (QFD). The next step followed a detailed mechanical and thermal design of the extrusion head as well as the printer frame. In order to assess the structural and thermal integrity of the developed project, a numerical simulation tool based on nite elements was used and validated through dedicated testing. The results were obtained from a computational simulation, which analysed and validated the temperature of the extrusion head and the structure of the printer frame. After all the testing proceeded the realization of the technical drawings of the main elements of the extrusion head and printer frame were produced.

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Alves, Fábio Alcino Carvalho. "Análise e otimização do processo Fused Filament Fabrication." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2014. http://hdl.handle.net/10773/14298.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Mecânica
No processo de impressão 3D por FFF, o equipamento deve manter as caraterísticas de funcionamento normais dentro de determinados parâmetros durante todas as fases do processo. Contudo, o excesso de temperatura em determinados componentes pode levar à interrupção do processo de impressão. Desta forma, torna-se imperativo analisar o processo e postular soluções que permitam re-conceber o sistema de modo a enfrentar esses desafios operacionais. O processo foi instrumentado e analisado, tendo-se ainda procedido ao desenvolvimento de um modelo que, por recurso à aplicação Flow Simulation do SolidWorks®, que no fim de devidamente validado, permitiu parametrizar e preconizar soluções de operação do equipamento atualmente no mercado. As soluções preconizadas foram efetivamente desenvolvidas no âmbito deste trabalho de dissertação, sendo os resultados observados experimentalmente muito próximos dos simulados. Assim, nesta dissertação, foi efetuado um estudo detalhado de todo o processo e definida uma estratégia de otimização do equipamento de FFF.
In 3D printing by FFF process, the product must maintain the characteristics of normal operating within certain parameters during all phases of the process. However, excessive temperature can lead to certain components in the interruption of the printing process. Thus, it becomes imperative to analyze the process and put forward solutions that enable re-design the system to meet these operational challenges. The process was instrumented and analyzed, and was also developed a model through of the application Flow Simulation of SolidWorks, that after validated adequately the parameters, become possible parameterize the solutions of operation of the equipment currently on the market. The solutions were effectively developed within this dissertation, the results are very close to those observed experimentally simulated. Thus, in this dissertation, was made a detailed study of the process and set a strategy for optimizing the FFF equipment.

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Villanueva, Tairo Alirio. "Desarrollo de armazones (scaffolds) a partir de poli (ácido láctico) (PLA) y polietilenglicol (PEG) utilizando la técnica de modelado por deposición fundida (FDM) empleada en impresión 3D." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6912.

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Abstract:

El uso de los materiales poliméricos en el campo de la medicina ha demostrado un gran avance durante los últimos años, buscando mejorar y ofrecer nuevos tratamientos de rehabilitación más especializados. Un material muy utilizado hoy en día es el poli(ácido láctico) (PLA) el cual es un polímero termoplástico con características limitadas como su biocompatibilidad y biodegradación, por otro lado sus buenas propiedades mecánicas, procesamiento y fácil modificación superan estas limitaciones convirtiéndolo en un polímero con muchas posibilidades de desarrollo. Hoy en día este polímero es muy utilizado para su investigación en el campo de los armazones (scaffolds). Los armazones son estructuras temporales que promueven la reparación, regeneración de tejidos y órganos; por tal razón se ha convertido en un tema de estudio actual e importante en el campo de desarrollo de la ingeniería de tejidos y medicina regenerativa. De esta manera se plantea la fabricación de armazones utilizando la técnica de modelado por deposición de fundido (FDM) utilizado frecuentemente en la impresión 3D. El objetivo del presente trabajo es el desarrollo de armazones (scaffolds) a partir de poli (ácido láctico) (PLA) y polietilenglicol (PEG) utilizando la técnica de modelado por deposición fundida empleada en impresión 3D. Para el cumplimiento de los objetivos se utilizaron filamentos de PLA para fabricar armazones de diversas características morfológicas según la metodología experimental, la cual considera la evaluación de los valores y rangos de estudio de los diversos parámetros de impresión en relación con el material utilizado. Los ensayos realizados para la caracterización de las propiedades de los armazones fueron los siguientes: tracción, compresión, calorimetría diferencial, microscopia estereoscópica y degradación. Siguiendo en la mayoría las recomendaciones y procedimientos propuestos en las normas ASTM. Se fabricaron armazones con poros interconectados de diferente morfología, con tamaños de poro en el rango de 176 a 675 micras, resistencias a la tracción desde 8,33 MPa hasta 11,28 MPa, resistencias a la compresión desde 6,15 MPa hasta 15,17 MPa y porosidades entre 56,12% a 63,3% además los valores descritos cumplen los requerimientos para su potencial utilización como armazones para la reparación y regeneración de diversos tipos de tejidos duros, como el hueso esponjoso, y blandos como el cartílago.
Tesis

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Fonseca, Francisca Rocha Melo. "Impressão 3D de nanocompósitos: as bactérias como fornecedoras de matéria-prima." Master's thesis, 2017. http://hdl.handle.net/10316/83129.

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Abstract:

Trabalho de Projeto do Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica apresentado à Faculdade de Ciências e Tecnologia
Os biomateriais utilizados em engenharia de tecidos são, normalmente, poliméricos. Dada a procura, cada vez maior, de materiais biodegradáveis, sobretudo de origem natural, os biopolímeros produzidos pelas bactérias são, de acordo com a literatura, adequados para aplicações biomédicas. Para além de propriedades como a biocompatibilidade, os scaffolds requerem um desempenho termomecânico superior aos polímeros biodegradáveis. Em resposta a este desafio, são produzidos compósitos de matriz polimérica reforçados com fibras naturais.Neste estudo foi avaliado o biopolímero produzido pela bactéria Phyllobacterium myrsinacearum, nunca referido na literatura científica ou em patentes. A caracterização revelou que a celulose bacteriana (CB) é, contrariamente a toda a celulose produzida por bactérias referida na literatura, hidrófoba. O biopolímero é constituído por fibrilas de comprimento micrométrico e com diâmetro nanométrico que apresenta uma estrutura semicristalina. Apresenta também propriedades mecânicas superiores às reportadas na literatura, nomeadamente no que diz respeito ao seu módulo de elasticidade e dureza.Os nanocompósitos de policaprolactona reforçados com CB foram produzidos por modificação ex situ e impressos tridimensionalmente por processo aditivo (3D). Tanto os homopolímeros de PCL (PCL 6800 e PCL 8502A) como os compósitos (PCL 6800/CB e PCL 8502A/CB) foram caracterizados quanto à sua cristalinidade, estrutura química, comportamento térmico e molhabilidade. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de tração e flexão. A partir das caracterizações efetuadas foi concluído que as fibras de CB se comportam, eficazmente, como reforço mecânico
Usually biomaterials used in tissue engineering are polymers. Given the demand for biodegradable materiais, mainly those of natural source, biopolymers produced by bacteria are, according to the literature, suitable for biomedical applications. Besides biocompatibility, scaffolds require a superior thermomechanical performance when compared to biodegradable polymers. As an answer to this challenge, composite materials of polymeric matrix reinforced with natural fibers are produced. In the present study, the biopolymer produced by the bacteria Phyllobacterium myrsinacearum, which was never reported in cientific literature or patents, was evaluated. The characterization revelead that bacterial cellulose (BC) is, instead of all cellulose produced by bacteria in literature, hydrophobic. The biopolymer consists on fibrils of micrometric length and nanometric diameter, and presents semicrystaline structure. It also presents superior mechanical properties compared to those reported in the literature, namely those which concern elastic modulus and hardeness. The CB-reinforced polycaprolactone nanocomposites were produced by ex situ modification and printed by additive manufacturing (3D printing). The hompolymers (PCL 6800/CB e PCL 8502A/CB) and composites (PCL 6800/CB e PCL 8502A/CB) were characterized by their crystallinity, chemical structure, thermal behaviour and wettability. The mechanical properties were evaluated by tensile and flexural tests. After characterization it was concluded that BC fibers acted, effectively, as a mechanical reinforcement.
FCT

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Costa, Ana Filipa Segurado. "Produção de medicamentos por impressão 3D." Master's thesis, 2020. http://hdl.handle.net/10400.26/35085.

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Abstract:

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Universitário Egas Moniz
A variabilidade genética representa um grande obstáculo para a indústria farmacêutica. Cada vez mais se reconhece a importância de substituir os fármacos convencionais, que são produzidos considerando a população como um todo, por medicamentos que sejam adaptados a cada indivíduo, i.e. personalizados. O uso da impressão 3D, ou fabrico aditivo, tem vindo a ser explorado, quer no contexto industrial, quer na farmácia comunitária e hospitalar, por permitir a dinamização e personalização de formas farmacêuticas, como forma de solucionar este problema. Embora o primeiro medicamento desta categoria aprovado pela FDA tenha sido fabricado pelo método aditivo por jato de aglutinante, é a modelagem por deposição de material fundido que apresenta mais estudos nesta área e uma maior potencialidade, devido aos seus baixos custos e a possibilidade de associação com a extrusão a quente. Nesta monografia, são revistas várias técnicas de impressão 3D, bem como as suas vantagens e desvantagens, e os estudos sobre a sua aplicação na produção de formas farmacêuticas. Além das técnicas anteriormente referidas, são também apresentadas a pressão assistida por micro-seringas, a sinterização seletiva a laser, a estereolitografia, o processamento digital de luz e a impressão por jato de tinta. Todas as técnicas demonstraram a sua utilidade na área farmacêutica. Apesar dos benefícios destas técnicas, são necessários ainda mais estudos que garantam a qualidade, eficácia e segurança dos medicamentos impressos. É também premente que as entidades reguladoras publiquem um guia acerca do controlo de qualidade, regras de produção e lista de matérias primas cuja utilização é segura. Futuramente, estas técnicas podem vir a ser utilizadas nas farmácias hospitalares e comunitárias, de forma a permitirem a produção de medicamentos no local de dispensa ou tratamento.
variability is a major issue in the pharmaceutical industry. Instead of the conventional drugs that are produced by considering the population as a whole, it is essential to produce drug delivery systems that are adapted to each individual, i.e. personalized. The use of 3D printing, also known as additive manufacturing, has been exploited, both in industrial and the community or hospital pharmacy context, since it allows the dynamization and customization of pharmaceutical forms, as a mean to solve the problem. Although the first FDA approved 3D printed drug was produced using the binder jetting additive procedure, the fused deposition modeling technique has more studies in this area and a greater potential, due to its low costs and possibility of association with hot-melt extrusion. This monograph reviews several 3D printing techniques, as well as their advantages and disadvantages, and the studies on their applicability to the production of pharmaceutical dosage forms. Besides the techniques already mentioned, are also presented: pressure assisted by micro-syringes, selective laser sintering, stereolithography, digital light processing and inkjet printing. All these techniques have studies that show their use in the pharmaceutical area. Despite the strengths of these techniques, further studies are needed. It is also needed that regulatory authorities create a guide on quality control, production rules and a list of materials that can be used. In the future, these techniques may be used in hospital and community pharmacies in order to allow the production of drugs at the place of dispensation or treatment.

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Silva, Ana Margarida Verde Pereira Ramos da. "Processamento por impressão 3D de próteses totais mandibulares." Master's thesis, 2020. http://hdl.handle.net/10316/93986.

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Abstract:

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
Este trabalho pretende conjugar uma bordagem multidisciplinar ao incorporar duas áreas científicas distintas: a Engenharia Mecânica e a Medicina Dentária. O objetivo principal era avaliar a viabilidade de processar por fabricação aditiva, utilizando a tecnologia normalmente designada por impressão 3D, próteses totais mandibulares, utilizando diferentes materiais poliméricos. Deste modo pretendia-se estudar a substituição dos materiais cerâmicos atualmente utilizados por alternativas mais baratas, de maior facilidade de fabrico e cujas tecnologias envolvidas fossem mais sustentáveis do ponto de vista ambiental.O estudo foi iniciado pela caracterização química, térmica e mecânica dos filamentos de ABS, HIPS e PMMA. Após estudos preliminares para otimização dos parâmetros de impressão foram impressos provetes para a avaliação das propriedades mecânicas, nomeadamente da resistência ao impacto. A etapa seguinte consistiu na impressão das arcadas dentárias superiores e inferiores e avaliação macroscópica das mesmas. Quando comparadas com outras obtidas por fresagem e fabricação aditiva a partir de pós de polímero, as desenvolvidas no presente trabalho mostram um acabamento superior, apesar de a qualidade de impressão selecionada para o seu processamento ter sido a qualidade normal (altura de camada de 0,1 mm) e não a de elevada qualidade (altura de camada de 0,05 mm). O trabalho ficaria concluído pela avaliação do comportamento mecânico das próteses híbridas (arcadas com os implantes metálicos) em testes à compressão. Esta avaliação seria efetuada antes e após estudos de envelhecimento em saliva artificial. Esta última etapa não foi possível de ser efetuada devido aos constrangimentos impostos pela pandemia designada COVID-19.
This work aims to combine a multidisciplinary approach by incorporating two distinct scientific areas: Mechanical Engineering and Dentistry. The main objective was to evaluate the feasibility of processing by additive manufacturing, using the technology normally called 3D printing, mandibular total prostheses, using different polymeric materials. In this way it was intended to study the replacement of the ceramic materials currently used by cheaper alternatives, which are easier to manufacture and whose technologies involved were more sustainable from an environmental point of view.The study was initiated by the chemical, thermal and mechanical characterization of the ABS, HIPS and PMMA filaments. After preliminary studies to optimize the printing parameters, test pieces were printed for the evaluation of the mechanical properties, namely the impact resistance. The next step consisted of printing the upper and lower dental arches and macroscopic evaluation of them. When compared with others obtained by milling and additive manufacturing from polymer powders, those developed in the present work show a superior finish, although the print quality selected for processing was normal quality (layer height 0, 1 mm) and not high quality (layer height 0.05 mm). The work would be concluded by the evaluation of the mechanical behavior of hybrid prostheses (arches with metallic implants) in compression tests. This evaluation would be carried out before and after studies of aging in artificial saliva. This last step was not possible due to the constraints imposed by the pandemic designated as COVID-19.

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Serra, Mateus Canhão da Costa. "Simulação numérica do processo de impressão 3D por FFF." Master's thesis, 2021. http://hdl.handle.net/10400.26/36247.

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Abstract:

A maioria dos processos de impressão 3D, incluindo o FFF, envolve a transferência de calor para a peça que está a ser construída, provocando variações dimensionais, geométricas e tensões residuais. Pretende-se com esta dissertação estudar o empeno inerente da produção de peças funcionais impressas por FFF, utilizando um software de simulação numérica, Digimat-AMTM, a fim de rever esses defeitos e proceder à correção nas fases antecedentes à produção. Com foco em aumentar a precisão geométrica das peças impressas em 3D por FFF em materiais poliméricos de alta resistência. Os ensaios realizados em ABS e Nylon com espessuras de camadas de 0,1/0,125/0,15/0,2mm e preenchimentos de 30/50/100% demonstram que existe uma relação entre estes parâmetros e os níveis de empeno na peça impressa.
Most 3D printing processes, including FFF, involve transferring heat to the part being built, causing dimensional, geometric variations and residual stresses. This dissertation intends to study the inherent commitment of the production of functional parts printed by FFF, using a numerical process simulation software, Digimat-AM TM, in order to correct these defects in the phases prior to production. The aim of this study is to increase the geometric precision of 3D printed parts by FFF in highly resistant polymeric materials. Tests carried out on ABS and Nylon with layer thicknesses of 0.1 / 0.125 / 0.15 / 0.2mm and fillings of 30/50/100% demonstrate that there is a relationship between these parameters and the levels of warping in the printed part.

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Castro, José Carlos Ferreira de. "Desenvolvimento de um equipamento de impressão 3D por extrusão de filamento." Dissertação, 2020. https://hdl.handle.net/10216/128257.

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Cabral, Cátia Solange Duarte. "Andaimes bioativos produzidos por impressão 3D para aplicação na regeneração óssea." Master's thesis, 2018. http://hdl.handle.net/10400.6/9861.

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Abstract:

The incidence of bone disorders affecting the worldwide population has been presenting a steeply upward and it is expected to double by 2020, especially in populations where aging is associated with increased obesity and poor physical activity. The treatment of these types of disorders have been performed using bone grafts. However, these approaches have several limitations such as limited availability, induction of chronic pain to the patient as well as immune rejection. To surpass these limitations, researchers from Tissue Engineering area have been developing 3D structures, known as scaffolds, that are able to reproduce the mechanical and biological features of the native bone, as well as to promote the bone regenerative process. Among the techniques usually used for the production of these scaffolds, rapid prototyping techniques have been the most applied since they allow the production of structures with defined geometry and sizes. In addition, different types of materials (ceramics/polymers), have been selected to produce scaffolds that are able to mimic the inorganic/organic matrices of native bone. In order to improve the mechanical and osteogenic properties of the scaffolds, the researchers recently have incorporated graphene-derived materials into scaffolds structure. Reduced graphene oxide (rGO) possess great compressive strength and higher capacity to promote the calcium deposition at its surface, in comparison with graphene oxide (GO). However, rGO exhibits a lower stability in aqueous solutions, which impair its direct incorporation into ceramic/polymer mixture used for scaffolds production. The present work aimed to develop new 3D scaffolds functionalized with rGO. To accomplish that, the scaffolds composed by tricalcium phosphate, chitosan and gelatin (TGC) and graphene oxide (TGC_GO) were produced using a Fab@Home 3D-Plotter. After that, the scaffolds were functionalized with rGO through in situ reduction process, using the L-Ascorbic acid as reducing agent, obtaining TGC_irGO scaffolds. The results obtained revealed that the TGC_irGO scaffolds present enhanced mechanical properties without compromising their porosity. Moreover, the TGC_irGO scaffolds display an improved calcium deposit at their surface and were able to increase the alkaline phosphatase (ALP) activity. In addition, scaffolds also inhibited the microorganism’ growth, without compromising the viability and proliferation of osteoblasts. Such features reveal the potential of the TGC_irGO scaffolds for bone tissue regeneration applications as well as validate the protocol employed to functionalize the scaffolds.
A incidência mundial de doenças que afetam o tecido ósseo tem apresentado um crescimento acentuado e prevê-se que este número duplique até 2020, especialmente em populações onde o envelhecimento está associado ao aumento da obesidade e à pouca atividade física. Nos dias de hoje, o tratamento deste tipo de patologias tem sido efetuado recorrendo ao uso de enxertos ósseos. Contudo, esta abordagem apresenta diversas limitações tais como disponibilidade do enxerto, possibilidade de induzir dor crónica no paciente e rejeição imunológica. Neste contexto, os investigadores da área de Engenharia de Tecidos têm desenvolvido estruturas 3D (andaimes) que reproduzam as propriedades mecânicas e biológicas do osso nativo e que possam ser usadas no processo de regeneração óssea. A produção de andaimes através de técnicas de prototipagem rápida tem permitido o desenvolvimento de estruturas com geometria e tamanho definidos e, ainda a combinação de diferentes tipos de materiais (cerâmicas/polímeros) de forma a mimetizar a matriz inorgânica/orgânica do osso nativo. Recentemente, com o intuito de reforçar as propriedades mecânicas e osteogénicas destas estruturas 3D, os investigadores procederam à incorporação de materiais derivados de grafeno, como o óxido de grafeno (GO) e o óxido de grafeno reduzido (rGO) na sua composição. O rGO tem recebido destaque para aplicação na regeneração óssea, devido à sua elevada força de compressão, bem como grande capacidade de adsorção de cálcio na sua superfície, em comparação com o GO. No entanto, o rGO apresenta reduzida estabilidade em soluções aquosas, o que dificulta a sua direta incorporação na mistura de cerâmica/polímero, que é usada na produção dos andaimes. No presente estudo foram produzidos andaimes compostos por fosfato tricálcico, quitosano e gelatina (TGC) e óxido grafeno (TGC_GO), usando uma Fab@Home 3D-Plotter. Posteriormente, os andaimes foram funcionalizados com rGO, usando o método de redução in situ, e o ácido ascórbico como agente redutor, com o intuito de melhorar as propriedades mecânicas e biológicas dos andaimes. Os resultados obtidos revelaram que os andaimes TGC_irGO apresentaram melhores propriedades mecânicas, em comparação com as outras estruturas 3D produzidas. Além disso, os andaimes TGC_irGO mostraram uma melhor capacidade em adsorver cálcio na sua superfície, aumentando desta forma a atividade da fosfatase alcalina. Por outro lado, os andaimes produzidos apresentaram também atividade antimicrobiana, sem, no entanto, comprometerem a viabilidade e proliferação dos osteoblastos. Os resultados obtidos demonstraram que os andaimes produzidos com TGC_irGO possuem elevado potencial para serem aplicados na regeneração óssea.

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Castro, José Carlos Ferreira de. "Desenvolvimento de um equipamento de impressão 3D por extrusão de filamento." Master's thesis, 2020. https://hdl.handle.net/10216/128257.

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Costa, Rafael Carlos Mestre da. "Concepção e projecto mecânico de uma máquina de impressão 3D por revolução." Master's thesis, 2019. http://hdl.handle.net/10362/114036.

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Abstract:

Fused deposition modeling, ou FDM, é um processo de fabrico aditivo que permite a produção de objectos tridimensionais através da deposição selectiva de material fundido, extrudido segundo uma trajectória pré-determinada, camada a camada. Esta tecnologia encontra-se numa fase de crescimento acelerado, sendo hoje amplamente utilizada nas mais variadas aplicações. Apesar das diversas vantagens que esta tecnologia apresenta, como a facilidade de produção e a elevada complexidade dos objectos, está comprovado que as propriedades mecânicas das peças estão directamente relacionadas com o modo de deposição. Por esta razão, a anisotropia é um factor constante e comprometedor no FDM. Esta tese foi motivada pela profunda e contínua aposta e exploração desta tecnologia emergente, constituindo, à luz das premissas apresentadas, mais um passo na sua evolução tecnológica, através do desenvolvimento de uma máquina de impressão 3D baseada na deposição de material por revolução. Para este efeito, como ponto de partida foi realizada uma pesquisa minuciosa sobre o estado da arte deste processo de fabrico e foram definidas especificações alvo com base numa análise de benchmarking, após a qual se seguiu o processo de desenvolvimento orientado por metodologias de projecto específicas que visaram a funcionalidade, o fabrico e a montagem do produto. Por fim, foram ainda realizadas análises térmicas e de deformações, com o intuito de validar a solução concebida.

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Gamelas, Dina José Guerra. "Desenvolvimento de estruturas impressas por fabrico por filamento fundido com capacidade de alteração de forma (Impressão 4D)." Master's thesis, 2021. http://hdl.handle.net/10773/32152.

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Abstract:

A impressão 4D por Fabrico de Filamento Fundido (FFF) surge como uma vertente do fabrico aditivo. O nome 4D refere-se à componente temporal, uma vez que o objeto impresso sofre uma alteração de forma, função ou propriedade, quando submetido a um estímulo, neste caso um aumento de temperatura. Alguns dos aspetos explorados neste estudo são o efeito da memória de forma, a formação das tensões internas, bem como os parâmetros de impressão que mais afetam o seu armazenamento e, por último, as estratégias de impressão que melhor permitem controlar o efeito de deformação pretendido. Partindo desta base, é feito um estudo experimental a fim de determinar quais as condições ideais para a obtenção de deformações intensas. Posteriormente, é explorada a conceção e fabrico por FFF de dois objetos 4D com complexidades distintas (desenvolvendo uma estratégia que permite a obtenção de um gradiente de deformação). A análise dos resultados salienta o facto de as mudanças de escala terem impacto nas deformações finais obtidas, devido à complexidade inerente ao processo tecnológico em estudo.
Fused Filament Fabrication (FFF) of 4D objects appears as a variant of additive manufacturing. The name 4D refers to the temporal component since the printed object undergoes a shape, function or structure change when subjected to a stimulus, in this case an increase in temperature. Some of the aspects explored in this study are the shape memory effect, the formation of internal stress as well as the printing parameters that most affect its storage and lastly the printing strategies that best allow the control of the desired deformation effect. Based on this, an experimental study is carried out to determine which are the ideal conditions for obtaining intense deformations. Subsequently, the design and manufacture by FFF of two 4D objects with different complexities is explored, (by developing a printing strategy that allows the obtention of a gradient of deformation). The analysis of the results highlights the fact that changes in scale have impact in the final deformations obtained, due to the complexities inherent to the technology in study.
Mestrado em Engenharia Mecânica

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Brandão, Joana Inês Pires Esteves. "3D Printing Multifunctional Bone Scaffolds For Drug Delivery To The Bone - A Cutting Edge Tool?" Master's thesis, 2019. http://hdl.handle.net/10451/43313.

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Abstract:

Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2019
O osso é um dos maiores órgãos do corpo humano: protege outros órgãos, produz as células sanguíneas, armazena minerais e regula hormonas. Apresenta uma estrutura complexa responsável pelas suas funções química, biológica e mecânica. Assim, situações que afetam este tecido, tais como fraturas, tumores, osteoporose e infeções, constituem um grande desafio a nível de cuidados de saúde uma vez que podem causar complicações ou aumentar a mortalidade dos doentes. Contudo, o seu tratamento efetivo continua a apresentar-se como um desafio. Assim sendo, são necessárias estruturas que substituam o osso danificado – designadas scaffolds ósseos. As técnicas para criar scaffolds ósseos combinam a engenharia de tecidos com a impressão tridimensional (3D), que consiste na produção de um objeto sólido tridimensional, com qualquer forma, a partir de um modelo digital. A impressão 3D é alcançada através de um processo aditivo, no qual são depositadas sucessivas camadas de material com a forma pretendida. O objetivo é criar moldes estruturais - scaffolds 3D - que mimetizem a matriz extracelular óssea de forma a permitir a adesão, migração, diferenciação e proliferação celulares. Para além disso, estes scaffolds podem incorporar fármacos de modo a tratar doenças ósseas e, por isso, podem atuar como sistemas de veiculação. Na criação dos scaffolds ósseos, é necessário ter em consideração a sua biocompatibilidade, a biodegradação e propriedades mecânicas, a esterilidade e a libertação controlada de fármacos ou moléculas bioativas. A composição dos scaffolds é baseada em materiais cerâmicos, metálicos, polímeros e compósitos – os biomateriais. Contudo, existem algumas barreiras nesta área, tais como a transposição de escala e a necessidade de padronizar os resultados obtidos em diferentes ensaios. Neste sentido, a transição da investigação para a clínica é difícil pois existem aspetos éticos e legais relevantes: devido à combinação de materiais e processos utilizados na impressão 3D, os atuais pilares da regulamentação (fármacos, dispositivos médicos, terapias avançadas, células, tecidos e órgãos) podem não ser adequados para os scaffolds, pelo que necessitam de re-avaliação.
Bone is one of the major organs of the human body; it protects other organs, produces blood cells, stores minerals and regulate hormones. It has a complex structure that supports its diverse chemical, biological and mechanical functions. Thus, disorders that affect this tissue, such as traumatic accidents, tumors, osteoporosis and infections, demand major health care challenges since they can cause serious morbidity, complications or mortality of patients. However, their effective treatment remains a challenge. Therefore, structures that replace the damaged bone are needed – they are called bone scaffolds. The techniques to create bone scaffolds combine tissue engineering with three-dimensional (3D) printing, that is a process of manufacturing a solid three-dimensional object, of any shape, from a digital model. 3D printing is achieved through an additive manufacturing (AM) process, in which successive layers of material are deposited in different forms. The goal is to create 3D scaffolds to mimic the natural extracellular matrix as structural templates that support cell adhesion, migration, differentiation and proliferation. Furthermore, these scaffolds can incorporate drugs to treat bone diseases, and then they act like drug delivery systems. The following concerns must be considered in designing bone scaffolds: biocompatibility, biodegradation, mechanical properties, sterility and the controlled delivery of drugs or bioactive molecules. The scaffolds’ composition is based on ceramics, metals, polymers and composites. However, there are some barriers in this field, such as scale-up and the need to standardize the results obtained to compare different assays. So, the translation from bench to clinics is difficult because there are relevant legal and ethical aspects: due to the combination of materials and processes used in 3D printing, current established pillars of regulation (pharmaceuticals, medical devices, advanced therapies, cells and tissues, organs) may be unsuitable for scaffolds regulation in medicine and therefore require re-evaluation.

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Cachaço, António Pedro Moutinho. "Estudo de desvios geométricos em impressão 3D em peças axissimétricas." Master's thesis, 2019. http://hdl.handle.net/10362/94114.

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Abstract:

As tecnologias de Manufatura Aditiva têm vindo a tornar-se cada vez mais comuns em ambientes académicos, industriais e laboratoriais. Isto porque são tecnologias que permitem a rápida criação de um protótipo ou peça a partir das ferramentas de Desenho Assistido por Computador. Esta dissertação tem como objetivo o estudo da influência de diversos parâmetros de impressão nos desvios geométricos em Fabricação por Filamento Fundido (FFF), uma tecnologia de Manufatura Aditiva. O estudo foi dividido em duas partes, o Screening inicial e uma Metodologia de Superfície de Resposta. Na primeira fez-se uma triagem dos parâmetros, descobrindo aqueles que são estatisticamente significativos e na segunda aplicou-se a Metodologia de Superfície de Resposta de forma a obter equações que prevejam a resposta geométrica face aos parâmetros escolhidos. A parte experimental consiste na impressão de provetes, na sua medição em Máquina de Medição por Coordenadas e no tratamento de dados por análise estatística. O tratamento estatístico foi feito utilizando um software capaz de criar Planeamentos de Experiências e executar Análises de Variância e Metodologia de Superfície de Resposta. Esta ferramenta permitiu a obtenção dos parâmetros significativos e a posterior criação das equações de segunda ordem que fazem o modelo empírico. O resultado desta dissertação consiste em modelos empíricos de segundo grau de desvios de cilindricidade, paralelismo e perpendicularidade. Estes polinómios tendem a apontar para os parâmetros de impressão causadores de efeito de escada como fatores significativos. A significância do efeito de escada indica que o método de medição não é adequado ao processo de FFF.

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Soares, Nuno Gil Cristóvão. "Verificação da Aplicabilidade do Método Building Blocks a Peças Fabricadas por Impressão 3D por Extrusão de Polímero." Master's thesis, 2017. http://hdl.handle.net/10362/29354.

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Abstract:

A impressão 3D (ou fabrico aditivo) é uma tecnologia recente que tem vindo a mostrar nos últimos anos um potencial para aplicações industriais cada vez mais útil e atraente para empresas de produção de várias áreas. Contudo, encontra-se na fase comum a todas as tecnologias emergentes em que a falta de regulamentação e metodologias de teste normalizadas dificulta não só a sua implementação à larga escala num contexto industrial como a obtenção de resultados satisfatórios no fabrico de peças, que pode ir de uma situação de prototipagem à sua utilização em peças de uso final. Esta dissertação de mestrado concerne o caso da impressão 3D por extrusão de filamento polimérico, começando por analisar a sua tecnologia inerente, o estado de arte da mesma, as barreiras mais importantes a ultrapassar para a sua otimização e implementação e os materiais que usa. Posteriormente, é feita uma análise das normas para o teste de materiais poliméricos quando processados por este método e da importância e atuais falhas dessa normalização, culminando com uma sugestão de metodologia sustentável de teste de partes processadas por esta tecnologia, num contexto industrial. É feito um esforço constante para abordar esta tecnologia e o seu uso de uma perspetiva metódica e aliada a todos os esforços feitos para a normalização já existentes, de modo a aliar a mitigação de custos e a obtenção de bons resultados com a regulamentação e certificação de materiais poliméricos a utilizar. Tendo em conta este contexto, a grande parte dos textos utilizados e a bibliografia mais importante para trabalho vêm ou de organizações regulamentadoras ou de organizações que as acompanham e fazem pesquisa científica nesta área, orientada para a coordenação das normas com as tecnologias existentes, principais ou acessórias. A aplicabilidade da metodologia proposta é analisada em três instâncias com recurso a ensaios experimentais, usando o Nylon-6 como caso de estudo.

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Semeão, Hugo Magalhães. "Análise da qualidade de parafusos e porcas fabricados por Impressão 3D de baixo custo." Master's thesis, 2019. https://hdl.handle.net/10216/122174.

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Antunes, Tatiana Soraia de Jesus. "Agentes compatibilizantes em formulações de biopolímeros com cortiça para impressão 3D." Master's thesis, 2018. http://hdl.handle.net/10773/25158.

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Abstract:

Vivemos na Era da Informação, em que a quantidade de informação à qual temos acesso é imensa. É necessário passar, cada vez mais rapidamente, do design ao produto final e por isso a indústria, mais do que nunca, procura incessantemente processos que reduziram o tempo de desenvolvimento do produto final e simultaneamente melhorem o desempenho do mesmo. É neste contexto que a manufatura aditiva (MA) surge como uma resposta a esta necessidade, fazendo uso da tendência crescente da utilização e desenvolvimento de materiais e formulações entre os quais se destacam os polímeros biodegradáveis. Este tipo de polímeros degrada-se sob determinadas condições de temperatura, humidade e/ou presença de determinados microrganismos. Uma das suas caraterísticas mais atrativas é o facto de serem obtidos a partir de fontes renováveis originando um reduzido impacto ambiental. O poli (ácido láctico) (PLA) é um polímero biodegradável cuja competitividade em termos económicos é um aspeto essencial a considerar. A utilização do PLA como matriz no desenvolvimento de compósitos é uma estratégia possível para melhorar as suas propriedades. Devido ao seu potencial de utilização em aplicações compósitas, a cortiça tem suscitado um enorme interesse enquanto matéria-prima pelo facto de ser biodegradável, rentável e abundante. A sua introdução numa matriz polimérica pode potenciar as suas propriedades. De modo a melhorar as propriedades da formulação com a adição cortiça, deve recorrer-se a agentes compatibilizantes. O presente estudo tem como objetivo desenvolver estratégias para produzir compósitos de matriz polimérica reforçados com cortiça. Utiliza-se o anidrido maleico como agente compatibilizante para melhorar a adesão entre os materiais. Foram efetuados vários ensaios para se obter uma matriz funcionalizada que foi usada para criar uma formulação à base de cortiça com um comportamento otimizado. Com esta formulação foi possível produzir com sucesso um filamento para impressão 3D com recurso a técnica de fabrico por filamento fundido (FFF). Este filamento foi ainda testado na impressão de vários produtos, tendo sido possível avaliar mecanicamente alguns dos produtos impressos. Os resultados obtidos revelam que o filamento desenvolvido no contexto do presente trabalho possui características muito promissoras, algumas das quais de carácter sensorial, para serem exploradas na fabricação de um sem número de objetos
We live in the Information Era, when the amount of information we can access is incredibly vast. This means we need to move from the design phase to the final product faster and faster. This is why the industry, more than ever, looks incessantly for to reduce the development time needed to achieve the final product while simultaneously enhancing its performance. In this context, additive manufacturing provides a way to meet this need by developing formulations, in which composition biodegradable polymers are here highlighted. Biodegradable polymers degrade under certain conditions of temperature, humidity and/or presence of certain microorganisms. One of its most attractive features is the fact that they are obtained from renewable sources, creating little ecological footprint. PLA is a biodegradable polymer with a great economic competitiveness. Using PLA as a matrix to develop composites is a possible strategy to further improve its properties. Due to it’s potential for usage in composite applications, cork is raising a great interest as a material because it is biodegradable economic and abundant. Its introduction in a polymeric matrix can enhance its properties. So, in order to improve the properties of a composite with cork, we need to use compatibilizing agents. The present study aims at developing strategies to reinforce composites with a polymeric matrix by using cork. We have used maleic anhydride as a compatibilizing agent, since it improves materials adhesion. Several tests were carried out to obtain the best functionalized matrix, which was then used to create a cork-based for-mulation with optimized behavior. This formulation was then used as a filament for 3D printing using the fused filament fabrication method (FFF). The filament has been created successfully and used to print several items, some of which have subsequently been submitted to mechanical evaluation. The obtained results showed that the composite filament here developed has promising characteristics, some of which with a sensorial character, ready to be explored in the manufacture of a number of objects
Mestrado em Engenharia de Materiais

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Ferreira, Daniel de Sousa. "Desenvolvimento de prótese para Amputação Trans-radial do Membro Superior. Produção de Baixo Custo por Impressão 3D." Dissertação, 2016. https://hdl.handle.net/10216/90374.

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Ferreira, Daniel de Sousa. "Desenvolvimento de prótese para Amputação Trans-radial do Membro Superior. Produção de Baixo Custo por Impressão 3D." Master's thesis, 2016. https://hdl.handle.net/10216/90374.

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Melo, Carolina Costa Leite Pereira de. "Estudo da influência do pós-processamento de recozimento nas propriedades mecânicas de peças poliméricas fabricadas por impressão 3D." Master's thesis, 2019. https://hdl.handle.net/10216/122155.

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Ferreira, Stefanie Gomes. "Estudo da Degradação de Peças Produzidas por FDM." Master's thesis, 2020. http://hdl.handle.net/10400.8/5323.

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Abstract:

A fabricação aditiva é uma tecnologia que permite a produção de peças diretamente a partir de um modelo 3D desenhado previamente em ambiente virtual, sem a necessidade de muitos processos intermédios. Alguns destes processos de fabrico já atingiram maturidade, contudo nos últimos anos tornou-se de fácil acesso com o surgimento de impressoras mais baratas e de menor dimensão, tornando-as de utilização mais abrangente e democrática. Existem muitos materiais disponíveis, o que concede alguma versatilidade nas aplicações desta tecnologia. Este tipo de tecnologia tem uma série de parâmetros que podem ser alterados pelo utilizador e influenciar o produto final especialmente no que concerne a comportamento mecânico do componente produzido. No entanto, existem outros fatores que poderão afetar também o comportamento e propriedades mecânicas, sendo um deles a degradação ao longo do tempo, especialmente quando em interação com determinado meio específico. Este projeto apresenta um estudo das propriedades mecânicas de peças produzidas por FDM em PLA e ABS, ao imergi-las nos meios NaOH e PBS, durante um período de trinta dias, caracterizando as mesmas através de ensaios mecânicos de tração, flexão e DSC. Com base nos resultados obtidos evidenciou-se que a degradação de polímeros por hidrólise através dos meios NaOH e PBS pode ser relevante para as propriedades mecânicas, ainda que em pequenas concentrações. Foi possível verificar que o banho NaOH impõe uma degradação maior no ABS e consequentemente nas propriedades mecânicas do mesmo. Já no caso do banho de PBS a maior degradação foi verificada nas amostras de PLA.

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Guerreiro, José Daniel Costa. "Simulação dos ensaios mecânicos de provetes obtidos por fabrico aditivo." Master's thesis, 2019. http://hdl.handle.net/10362/72298.

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Abstract:

O fabrico aditivo (FA) é uma tecnologia que permite a prototipagem rápida de novos componentes. A desvantagem de alguns destes componentes em termoplástico é o facto de terem propriedades mecânicas inferiores quando comparados a componentes do mesmo material mas obtidos por injecção. O interesse para o desenvolvimento do FA está na utilização de filamentos constituídos por fibra em conjunto com outros em termoplástico, permitindo assim obter um componente em material compósito por FA, combinando os benefícios de fabricar geometrias complexas com propriedades mecânicas superiores. Na literatura pode-se acompanhar o desenvolvimento da utilização de materiais compósitos obtidos por FA, pela publicação existente na área da mecânica experimental, sendo a utilização de modelos numéricos quase inexistente. Neste trabalho são apresentados os procedimentos de modelação numérica em elementos finitos de provetes utilizados em ensaios mecânicos, em termoplástico reforçados por fibras contínuas obtidos por FA. O objectivo é simular em LS-Dyna, o comportamento mecânico dos provetes ensaiados à tracção e flexão de acordo com as normas, de forma a caracterizar as propriedades de anisotropia existentes neste tipo de componentes. Os dados experimentais foram obtidos na literatura e serviram como referência para a validação dos modelos numéricos. Foram conduzidas várias simulações para as fracções volúmicas de fibra testadas, tendo sido considerados vários parâmetros dos modelos numéricos tais como a direcção da deposição dos filamentos e a coesão entre os filamentos que constituem as diversas camadas. Os resultados das simulações foram validados com desvio relativo aos resultados experimentais inferior a 10%.

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Faria, Ricardo Jorge Freitas. "Avaliação de ciclo de vida de um produto obtido por impressão 3D a partir de monofilamento com origem em garrafas PET." Dissertação, 2018. https://repositorio-aberto.up.pt/handle/10216/116450.

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Aguiar, Martim Lima. "Reutilização direta de termoplásticos em máquinas de Modelagem por Deposição de Material Fundido." Master's thesis, 2016. http://hdl.handle.net/10400.6/7818.

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Abstract:

Cada vez mais a acumulação de plástico nas lixeiras é um problema. A sua composição não biodegradável e produção geralmente feita a partir de combustíveis fósseis fazem com que seja de extrema importância que este plástico se mantenha no ciclo da reciclagem. Políticas de incentivo á reciclagem, ou punição à má separação de resíduos têm-se provado eficazes para combater o problema, no entanto a contínua e crescente utilização de plásticos requer o desenvolvimento de novas abordagens que contribuam também a este fim. Viemos também numa era em que o crescimento da tecnologia de modelação por deposição de material fundido (comumente referida como impressão 3D) está a atingir uma escala exponencial, podendo num futuro muito próximo ser um eletrodoméstico comum de encontrar em habitações domésticas, pondo em causa o funcionamento da produção de bens tal como a conhecemos. Na presente dissertação apresenta-se o dimensionamento e etapas de construção de uma extrusora de termoplástico com dimensões reduzidas, especificamente construída para extrudir resina termoplástica politereftalato de etileno e todas as suas componentes, assente no estudo de termoplásticos, máquinas de fabricação aditiva e da extrusão. Esta proposta pretende contribuir para a redução do desperdício de termoplásticos, permitindo que a reciclagem seja feita em ambiente doméstico e o produto desta utilizado em máquinas de modelação por deposição de material fundido. Assim, é possibilitada a criação de novos bens a partir de plásticos que seriam descartados, trazendo assim os lucros da reciclagem para o utilizador, diminuindo o desperdício e custos associados ao transporte.
Now more than ever the accumulation of plastic in dumpsters is a problem we are facing. Its non-degradable composition and production generally from fossil fuels make it of extreme importance that this plastic is maintained in the recycling cycle. Policies that incite the population to recycle, or punish a bad waste separation have proven effective to fight this problem, nonetheless the continuous growth of plastics usage requires the development of new approaches that contribute to this end. We also live at a time in which the growth of the fluid deposition modeling (usually known as 3D printing) is at an exponential scale, bringing the possibility of being a common domestic appliance in a few years, jeopardizing the functionality of production of goods, as we know it today. In the present thesis, the design and construction of a small-scale thermoplastic extruder machine, specifically built for the thermoplastic resin Polyethylene Terephthalate and all its components is presented, based on the study of thermoplastics, fluid deposition modeling machines and extrusion. This proposal aims to contribute to the reduction of the waste of thermoplastics, allowing the recycling to be done in a domestic environment and its product used in fluid deposition modeling machines. This way the creation of new goods from plastic that would carelessly be thrown to waste is allowed, bringing the profit obtained from recycling directly to the user, diminishing the waste and costs associated with transport.

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Boga, João Miguel Carvalho Freire. "Novas abordagens terapêuticas para a regeneração óssea." Master's thesis, 2017. http://hdl.handle.net/10400.6/4732.

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Abstract:

The aging of the worldwide population has associated an increase in bone related traumas and diseases, that affect the well-being of human beings. Nowadays bone grafts, namely autografts, allografts and xenografts are used to treat these types of diseases. Yet these therapeutic approaches display several drawbacks such as limited tissue availability, chronic pain and possible immune rejection by the patient. To surpass these limitations, new therapeutic approaches are currently being developed to produce three-dimensional structures (scaffolds) that are capable of mimicking the mechanical and biological properties of native bone. Herein, cylindrical scaffolds were created using computer assisted design, with the aim of replicating the natural geometry of hollow bones and to allow the exchange of nutrients and neovascularization. A Fab@home 3D-Plotter was used for scaffold production. Tricalcium phosphate and alginic acid were selected for scaffold manufacture since they are able to reproduce the organic and inorganic matrix of bone. Furthermore, scaffolds were also functionalized with graphene oxide (GO) with the aim of improving the mechanical and biological properties of the scaffolds. The results obtained in this study demonstrated that GO bearing samples displayed increased porosity while maintaining their mechanical resistance. Additionally, the 60/40_GO scaffolds possessed an enhanced capability to adsorb calcium and phosphorous minerals, which give an important contribute for improving the osteoinductivity and osteoconductivity. In conclusion, the attained results revealed that GO functionalized 3D scaffolds have the desired properties that will allow their future application in bone tissue regeneration.
O envelhecimento da população mundial tem associado um aumento do número de doenças e fraturas ósseas, as quais comprometem a integridade do osso e afetam a qualidade de vida dos indivíduos. Na atualidade, estes tipos de desordens são tratadas recorrendo aos enxertos ósseos, nomeadamente aos autoenxertos. Contudo estes tipos de enxertos têm limitações como seja a disponibilidade do enxerto, possibilidade de induzir dor crónica ou ainda ser rejeitado devido a contaminação bacteriana no decorrer da cirurgia. Neste contexto, têm sido desenvolvidas novas abordagens terapêuticas com o intuito de colmatar as limitações associadas aos tratamentos usados comumente na clínica. Uma das abordagens usadas consiste na produção de estruturas tridimensionais (scaffolds) capazes de mimetizar as propriedades mecânicas e biológicas do osso nativo. Para este fim, neste estudo foram desenhados scaffolds cilíndricos, usando design assistido por computador, com o intuito de mimetizar a geometria natural dos ossos ocos e permitir a troca de nutrientes e a neovascularização. No presente estudo os scaffolds foram produzidos recorrendo a fosfato tricálcico, ácido algínico e óxido de grafeno (GO) usando uma Fab@home 3D-Plotter. As propriedades mecânicas e biológicas das estruturas tridimensionais foram caracterizadas através de diversas técnicas. Os resultados obtidos neste estudo demonstraram que as amostras contendo GO possuem maior porosidade, mantendo, no entanto, constante a sua resistência mecânica. Adicionalmente, os scaffolds 60/40_GO revelaram uma maior capacidade para fixar cálcio e fósforo na sua superfície, o que contribui para melhorar a sua osteoinductividade e osteoconductividade. Propriedades estas que são essenciais para a osteointegração do scaffold. Os resultados obtidos neste projeto demonstraram que os scaffolds funcionalizados com GO possuem as propriedades requeridas para a sua aplicação na regeneração óssea.

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Corveira, João António de Almeida. "Design and development of a Soft Body-Actuated 3D printed prosthetic hand." Master's thesis, 2017. http://hdl.handle.net/10316/82965.

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Abstract:

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
O principal objetivo deste trabalho é a produção de uma prótese de uma mão, com baixo custo, através de impressão 3D. Através da utilização de um silicone dúctil nos dedos e na palma da mão, foi criada uma nova versão deste tipo de próteses, que se adapta muito bem às diferentes formas e tamanhos dos objetos, permitindo-nos ter um melhor coeficiente de atrito entre a prótese e os objetos, quando comparada com uma prótese sem este tipo de materiais. Depois da produção da prótese, esta foi testada por um voluntário com um transtorno congenital na mão direita e, como tal, os dedos desta mão estão em falta.Os avanços nos últimos anos em fabricação aditiva levaram à produção de próteses de membros superiores a baixo custo e baixo peso. A e-NABLE é uma organização não lucrativa que tem contribuído em larga escala para esta área nos últimos quatro anos. Esta comunidade desenvolve novos desenhos de próteses da mão e coloca-os no seu website para que qualquer pessoa possa fazer o download sem qualquer custo. As próteses da e-NABLE não possuem nenhum atuador ou sensores, portanto apresentam um baixo peso e custo. O movimento de abrir e fechar a mão é feito através da flexão e extensão do pulso, o que faz com que prótese possua um controlo muito intuitivo. A metodologia desta dissertação passou pelo uso de um programa CAD, para criar um desenho 3-D baseado na mão do voluntário e no conceito de prótese da e-NABLE. Contudo, a funcionalidade da prótese, foi melhorada graças aos materiais usados nos dedos e na palma da prótese. Para cada componente da mesma foi realizada uma análise com o intuito de remover partes desnecessárias e, consequentemente, diminuir o peso da prótese. A prótese final foi então montada e testada pelo voluntário, e através de várias iterações, uma prótese final ótima foi produzida.
The main objective of this work is design and development of a low cost soft 3D-printed body-actuated upper limb prosthesis. By integration of a soft silicone skin into the fingers and palms of the hand, we introduce a novel version of the prosthetic hand that adapts very well to various object shapes and sizes, and allows a better grasp of the objects due to a higher friction coefficient between the object and the elastic skin, when compared to a hand without the soft skin. In addition, the hand was tested by a volunteer with a congenital disorder as so, the fingers of his right hand are missing.Over the last few years, advancements in additive manufacturing and rapid prototyping, led to new designs of upper limb prosthesis at low cost and light weight. The e-NABLE, a non-profit community, has largely contributed into this field over the last four years. This community develops new designs of upper limb prosthesis and places them online for replication as well as contribution on the design. The devices made by e-NABLE community don’t pose any actuator or sensors in the prosthesis, as so, the prosthesis are light weight and low-cost. The closing and opening of the prosthetic hand is based on the movement of flexion and extension of the wrist, which makes the device very intuitive to control.The methodology of this work is to create a 3-D sketch of the prosthesis based on the hand of the person along with the concept of e-NABLE prosthesis. However, by taking advantage of a soft skin, we improve the hands functionality, i.e. the number of grasps it can perform. After each component is printed, an analysis of the component is made to see if there is any material that can be removed to decrease the weight of the prosthesis.For each of the components of the body-actuated hand, we analysed the actual problems and proposed, designed, developed and tested a new solution. Afterwards, the final assembly was tested and validated through several iterations involving the volunteer in the decision making loop.

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Terminiello, Ciro. "Tecnologia CAD/CAM aplicada à reabilitação oral indirecta - revisão narrativa." Master's thesis, 2019. http://hdl.handle.net/10284/8514.

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Abstract:

Os progressos em sistemas informatizados causaram uma mudança importante no fluxo de trabalho clínico para os médicos dentistas. Os objetivos deste estudo são: analisar as informações publicadas sobre o avanço da tecnologia CAD/CAM em Medicina Dentaria, destacando vantagens e desvantagens quando comparadas aos métodos convencionais, e analisar as informações publicadas sobre as melhorias de qualidade relacionados a materiais cerâmicos. Para tal, foi realizada uma pesquisa bibliográfica utilizando os motores de busca: PubMed, B-On e Google Scholar e foram consultados artigos em revistas da Faculdade de Ciências da Saúde da Universidade Fernando Pessoa. A pesquisa foi limitada aos artigos em Língua Inglesa, Italiana e Portuguesa, publicados entre 2009 e 2019. Avanços na tecnologia de impressão e processos de fabricação digital levaram ao uso generalizado de CAD/CAM na fabricação de restaurações dentárias indiretas. Em Medicina Dentaria a pesquisa e desenvolvimento em materiais adequados para aplicações CAD/CAM são atualmente o campo mais ativo em materiais dentários.
Progress in computerized systems has caused a major shift in the clinical workflow for dentists. The objectives of this study are: to analyze published information on the advancement of CAD / CAM technology in Dental Medicine, highlighting advantages and disadvantages when compared to conventional methods, and to analyze published information on quality improvements related to ceramic materials. To do this, a bibliographic search was performed using the search engines PubMed, B-On and Google Scholar, and articles were consulted in journals of the Faculty of Health Sciences of the Fernando Pessoa University. The research was limited to articles in English, Italian and Portuguese, published between 2009 and 2019. Advances in printing technology and digital manufacturing processes have led to the widespread use of CAD / CAM in the manufacture of indirect dental restorations. In Medicina Dentaria the research and development in materials suitable for CAD / CAM applications are currently the most active field in dental materials.

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Dissertations / Theses on the topic 'Scaffolds por impressão 3D'

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