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Design e avaliação de metamateriais para impressão 3D de aneurisma aórtico.

Sakai, Arthur Kenji Furuko

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica 2024-05-17

Acesso online

  • Título:
    Design e avaliação de metamateriais para impressão 3D de aneurisma aórtico.
  • Autor: Sakai, Arthur Kenji Furuko
  • Orientador: Cestari, Idágene Aparecida
  • Assuntos: Aneurisma Aórtico; Aorta; Impressão 3d; Polímeros (Materiais); 3-D Printing; Aortic Aneurysm; Polymers (Materials)
  • Notas: Dissertação (Mestrado)
  • Notas Locais: Programa Engenharia Elétrica
  • Descrição: Neste trabalho foram estudados materiais poliméricos e metamateriais para obtenção de um modelo anatômico com características mecânicas representativas do comportamento da aorta saudável ou com aneurisma utilizando a tecnologia Polyjet. Foram avaliados o módulo de elasticidade, tensão mecânica e deformação dos materiais em testes de tração uniaxial e determinadas a complacência e elasticidade em modelos cilíndricos. Os materiais utilizados foram da família Vero (rígidos), Agilus30 (flexível) e da família Digital Anatomy, impressos com a impressora J750 Digital Anatomy Printer. Alguns metamateriais foram projetados utilizando o processo de tesselação de unidades celulares inseridos como reforço nas amostras impressas, visando alterar o comportamento mecânico. Estes elementos de reforço foram criados/projetados no 3-matic®. Foram avaliados reforços considerando os designs do tipo: corrente, entrelaçado (que dependem de movimento entre os elos), origami, cristal de diamante (que dependem da deformação) e helicoides (que buscam mimetizar a estrutura da parede aórtica). Os resultados dos testes de tração indicam que o uso de material flexível sem reforço com matriz de Tissue600 é adequado para reproduzir a tensão da aorta saudável a 20% de deformação, com tensão entre 0,4 e 0,5 MPa, e módulo de elasticidade fisiológico, com valor de 0,38 ± 0,01 MPa. A tensão da parede do aneurisma pode ser melhor reproduzida com o metamaterial de matriz de Tissue600 e reforço de osso pouco denso. A complacência da aorta pode ser reproduzida com a utilização de matriz de Agilus30 (SH-A30) e reforço de cristal de diamante (SH-A70). O modelo 3D de aorta com aneurisma abdominal foi gerado após segmentação utilizando-se Agilus30 (SH-A30) na região saudável e adição de reforço de cristal de diamante (SH-A70) na região do aneurisma.
  • DOI: 10.11606/D.3.2024.tde-10072024-080851
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
  • Data de criação/publicação: 2024-05-17
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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