Publicação
Desenvolvimento e fabricação de disco cervical com interface óssea de hidroxiapatite e núcleo em polímero
| Resumo: | O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e a caracterização de um disco cervical artificial composto por placas terminais de hidroxiapatite (HA) e um núcleo polimérico, destinado à artroplastia do disco cervical, de forma a reproduzir o comportamento mecânico do disco intervertebral nativo. Numa primeira fase, foi realizada uma análise da anatomia e biomecânica da coluna cervical, com ênfase nos discos cervicais. Seguidamente, estudaram-se as principais patologias associadas a esta região e os métodos de tratamento disponíveis, tanto conservadores quanto cirúrgicos. Foi também efetuada uma revisão das soluções comerciais atualmente disponíveis para artroplastia cervical, bem como de propostas inovadoras e experimentais descritas na literatura. Foram compilados estudos clínicos e biomecânicos relevantes e realizada uma pesquisa sobre materiais com potencial aplicação no implante, tanto ao nível do núcleo quanto das placas terminais responsáveis pela interface com as vértebras adjacentes. Após esta análise preliminar, procedeu-se à caracterização mecânica e morfológica dos materiais selecionados, variando parâmetros do processo de fabrico do núcleo polimérico e os tratamentos de superfície aplicados às placas de HA. Posteriormente, foi fabricado o implante do disco cervical por meio de processos de moldagem por injeção e impressão 3D. Os protótipos obtidos foram submetidos a ensaios mecânicos de corte, compressão e flexão composta, com o objetivo de avaliar a resistência da interface entre o núcleo e as placas, bem como a rigidez e a integridade estrutural em carregamento cíclico. Os resultados indicaram que a combinação de um núcleo em policarbonato-uretano (PCU 80) com placas de hidroxiapatite tratadas com ácido fosfórico (H₃PO₄) a 60% por 10 minutos, proporciona rigidez ao corte, compressão e flexão lateral comparável à do disco cervical nativo, assegurando também elevada estabilidade e integridade estrutural. |
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| Autores principais: | Novo, Alexandre da Silva Costa |
| Assunto: | Artroplastia cervical Disco cervical artificial Hidroxiapatite Polímeros Biomecânica da coluna Osteointegração |
| Ano: | 2025 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Aveiro |
| Idioma: | português |
| Origem: | RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro |
| Resumo: | O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e a caracterização de um disco cervical artificial composto por placas terminais de hidroxiapatite (HA) e um núcleo polimérico, destinado à artroplastia do disco cervical, de forma a reproduzir o comportamento mecânico do disco intervertebral nativo. Numa primeira fase, foi realizada uma análise da anatomia e biomecânica da coluna cervical, com ênfase nos discos cervicais. Seguidamente, estudaram-se as principais patologias associadas a esta região e os métodos de tratamento disponíveis, tanto conservadores quanto cirúrgicos. Foi também efetuada uma revisão das soluções comerciais atualmente disponíveis para artroplastia cervical, bem como de propostas inovadoras e experimentais descritas na literatura. Foram compilados estudos clínicos e biomecânicos relevantes e realizada uma pesquisa sobre materiais com potencial aplicação no implante, tanto ao nível do núcleo quanto das placas terminais responsáveis pela interface com as vértebras adjacentes. Após esta análise preliminar, procedeu-se à caracterização mecânica e morfológica dos materiais selecionados, variando parâmetros do processo de fabrico do núcleo polimérico e os tratamentos de superfície aplicados às placas de HA. Posteriormente, foi fabricado o implante do disco cervical por meio de processos de moldagem por injeção e impressão 3D. Os protótipos obtidos foram submetidos a ensaios mecânicos de corte, compressão e flexão composta, com o objetivo de avaliar a resistência da interface entre o núcleo e as placas, bem como a rigidez e a integridade estrutural em carregamento cíclico. Os resultados indicaram que a combinação de um núcleo em policarbonato-uretano (PCU 80) com placas de hidroxiapatite tratadas com ácido fosfórico (H₃PO₄) a 60% por 10 minutos, proporciona rigidez ao corte, compressão e flexão lateral comparável à do disco cervical nativo, assegurando também elevada estabilidade e integridade estrutural. |
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