Validação e otimização de conceito prótese resurfacing da anca em Si3N4

Atualmente existem dois tipos de artroplastias da anca, a artroplastia total, que é a mais convencional e a artroplastia de resurfacing. Esta última apresenta menor aplicação devido aos seus casos de insucesso, resultantes de reações à libertação de partículas e iões metálicos do tecido em contacto...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Oliveira, Mariana Ribeiro de (author)
Format: masterThesis
Language:por
Published: 2021
Subjects:
Online Access:http://hdl.handle.net/10773/30691
Country:Portugal
Oai:oai:ria.ua.pt:10773/30691
Description
Summary:Atualmente existem dois tipos de artroplastias da anca, a artroplastia total, que é a mais convencional e a artroplastia de resurfacing. Esta última apresenta menor aplicação devido aos seus casos de insucesso, resultantes de reações à libertação de partículas e iões metálicos do tecido em contacto com o metal da prótese. No entanto, a artroplastia de resurfacing apresenta também inúmeras vantagens, principalmente em pacientes mais jovens, a saber: preservação do osso femoral, melhor estabilidade e possibilidade de realização de atividades físicas de impacto. Esta dissertação pretende validar o conceito de implante resurfacing cerâmico anteriormente desenvolvido e, para além disso, pretende-se também otimizar o conceito para posterior fabrico aditivo com tecnologia de robocasting. O fabrico aditivo permite a impressão de microestruturas controladas, com a porosidade desejada das peças cerâmicas em verde, necessitando de menos maquinação após o fabrico, em comparação com as peças em verdes obtidas por compactação isostática. Para além disso, permite reduzir o desperdício de material que se verifica em métodos convencionais. Inicialmente, procedeu-se à validação do conceito anterior através de ensaios experimentais in vitro, cujos resultados se mostraram em concordância com outras artroplastias de resurfacing, de par de contacto metal-metal. De seguida, procedeu-se a uma otimização do design do conceito anteriormente proposto. Numa segunda fase, estudou-se a composição de uma pasta utilizando Matriz A (Si3N4 + Al2O3 + Y2O3), a partir da qual foi possível a impressão de provetes. Estes foram caracterizados de modo a estudar as suas propriedades e capacidades mecânicas, com o intuito de explorar a viabilidade de aplicações dos cerâmicos em procedimentos de artroplastia, recorrendo ao fabrico aditivo. Relativamente à sua caracterização mecânica, os provetes apresentaram uma densificação média de 98,71 %, uma Dureza de Vickers média de 15 GPa, uma tensão de resistência à flexão média de 559 MPa e uma tenacidade à fratura entre 4,17-5,71 (MPa.m0,5). Estes valores podem ser otimizados, tendo em consideração que as condições em que os provetes foram produzidos são inferiores relativamente às existentes na indústria. O trabalho desenvolvido permitiu aferir o potencial deste material produzido por fabrico aditivo para aplicações biomédicas de suporte de carga, nomeadamente, em artroplastias de resurfacing da anca.