Publicação
Multi-functional multi-material structures for orthopedic implants using laser-assisted strategies
| Resumo: | A artoplastia Total da Anca (ATA) é um procedimento largamente utilizado, que consiste na remoção e substituição da cabeça femoral e do acetábulo por uma prótese. Esta cirurgia pretende proporcionar ao paciente uma solução que restaure a funcionalidade da anca e a mobilidade sem dor. Nos últimos anos, o aumento do número de ATAs e cirurgias de revisão impulsionou a investigação de novas abordagens relativas ao design destas próteses. De todas as complicações que podem ocorrer após implantação, a principal causa de cirurgias de revisão está relacionada com a perda de fixação entre a prótese e o tecido ósseo circundante. A fraca adesão e osseointegração ao implante, a baixa resistência ao desgaste e a diferença entre os módulos de Young de implante e osso são as principais razões que levam à necessidade de recorrer a cirurgias de revisão. Idealmente, um implante deve exibir biocompatibilidade de modo a não causar reações adversas ao organismo; bioatividade para induzir uma resposta biológica para promover formação, proliferação e integração óssea e, ao mesmo tempo, exibir propriedades mecânicas adequadas, i.e., ter um módulo de elasticidade adequado ao osso e resistência à corrosão e desgaste in vivo. Neste sentido, esta tese de doutoramento foca-se no desenvolvimento de estruturas multi-funcionais multi-material com o intuito de superar os problemas acima referidos e assim aumentar a vida útil do implante. Para tal, estratégias de manufatura assistida por laser, nomeadamente ablação e fusão seletiva a laser, foram utilizadas para produzir soluções mono- e multi-material com multi-funcionalidade visando implantes de anca. Deste modo, foram produzidas soluções mono-material Ti6Al4V and NiTi, incluindo componentes estruturados ou superficialmente texturizados nos quais ainda foram incorporados novos materiais (fosfatos de cálcio ou PEEK). Esta abordagem visa adicionar novas funções a estes implantes ao introduzir conceitos como a bioatividade aliados a um desempenho mecânico e tribológico adequados. Estas soluções foram caracterizadas quanto ao seu desempenho bio-tribológico e interação biológica, demonstrando uma combinação de propriedades adequada para criar uma solução efetiva a longo prazo, de acordo com especificações locais. |
|---|---|
| Autores principais: | Costa, Ana Mafalda Meneses |
| Assunto: | Fusão Seletiva a Laser Texturização Laser Prensagem Uniaxial a Quente Prensagem e Sinterização NiTi Ti6Al4V Fosfatos de Cálcio PEEK Implantes de Anca Multi-Material Selective Laser Melting Laser Surface Texturing Hot Pressing Press and Sintering Calcium Phosphates Hip Implants |
| Ano: | 2022 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| _version_ | 1866875834132856832 |
|---|---|
| author | Costa, Ana Mafalda Meneses |
| author_facet | Costa, Ana Mafalda Meneses |
| author_role | author |
| contributor_name_str_mv | Miranda, Maria Georgina Macedo Silva, Filipe Samuel Universidade do Minho |
| country_str | PT |
| creators_json_txt | [{\"Person.name\":\"Costa, Ana Mafalda Meneses\"}] |
| datacite.contributors.contributor.contributorName.fl_str_mv | Miranda, Maria Georgina Macedo Silva, Filipe Samuel Universidade do Minho |
| datacite.creators.creator.creatorName.fl_str_mv | Costa, Ana Mafalda Meneses |
| datacite.date.Accepted.fl_str_mv | 2022-05-10T00:00:00Z |
| datacite.date.available.fl_str_mv | 2023-05-10T06:00:26Z |
| datacite.date.embargoed.fl_str_mv | 2023-05-10T06:00:26Z |
| datacite.rights.fl_str_mv | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
| datacite.subjects.subject.fl_str_mv | Fusão Seletiva a Laser Texturização Laser Prensagem Uniaxial a Quente Prensagem e Sinterização NiTi Ti6Al4V Fosfatos de Cálcio PEEK Implantes de Anca Multi-Material Selective Laser Melting Laser Surface Texturing Hot Pressing Press and Sintering Calcium Phosphates Hip Implants |
| datacite.titles.title.fl_str_mv | Multi-functional multi-material structures for orthopedic implants using laser-assisted strategies Estruturas multi-material multi-funcionais para implantes ortopédicos utilizando estratégias assistidas a laser |
| dc.contributor.none.fl_str_mv | Miranda, Maria Georgina Macedo Silva, Filipe Samuel Universidade do Minho |
| dc.creator.none.fl_str_mv | Costa, Ana Mafalda Meneses |
| dc.date.Accepted.fl_str_mv | 2022-05-10T00:00:00Z |
| dc.date.available.fl_str_mv | 2023-05-10T06:00:26Z |
| dc.date.embargoed.fl_str_mv | 2023-05-10T06:00:26Z |
| dc.format.none.fl_str_mv | application/pdf |
| dc.identifier.none.fl_str_mv | https://hdl.handle.net/1822/77738 |
| dc.language.none.fl_str_mv | eng |
| dc.rights.cclincense.fl_str_mv | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| dc.rights.none.fl_str_mv | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
| dc.rights.rights.copyright.fl_str_mv | openAccess |
| dc.subject.none.fl_str_mv | Fusão Seletiva a Laser Texturização Laser Prensagem Uniaxial a Quente Prensagem e Sinterização NiTi Ti6Al4V Fosfatos de Cálcio PEEK Implantes de Anca Multi-Material Selective Laser Melting Laser Surface Texturing Hot Pressing Press and Sintering Calcium Phosphates Hip Implants |
| dc.title.fl_str_mv | Multi-functional multi-material structures for orthopedic implants using laser-assisted strategies Estruturas multi-material multi-funcionais para implantes ortopédicos utilizando estratégias assistidas a laser |
| dc.type.none.fl_str_mv | http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 |
| description | A artoplastia Total da Anca (ATA) é um procedimento largamente utilizado, que consiste na remoção e substituição da cabeça femoral e do acetábulo por uma prótese. Esta cirurgia pretende proporcionar ao paciente uma solução que restaure a funcionalidade da anca e a mobilidade sem dor. Nos últimos anos, o aumento do número de ATAs e cirurgias de revisão impulsionou a investigação de novas abordagens relativas ao design destas próteses. De todas as complicações que podem ocorrer após implantação, a principal causa de cirurgias de revisão está relacionada com a perda de fixação entre a prótese e o tecido ósseo circundante. A fraca adesão e osseointegração ao implante, a baixa resistência ao desgaste e a diferença entre os módulos de Young de implante e osso são as principais razões que levam à necessidade de recorrer a cirurgias de revisão. Idealmente, um implante deve exibir biocompatibilidade de modo a não causar reações adversas ao organismo; bioatividade para induzir uma resposta biológica para promover formação, proliferação e integração óssea e, ao mesmo tempo, exibir propriedades mecânicas adequadas, i.e., ter um módulo de elasticidade adequado ao osso e resistência à corrosão e desgaste in vivo. Neste sentido, esta tese de doutoramento foca-se no desenvolvimento de estruturas multi-funcionais multi-material com o intuito de superar os problemas acima referidos e assim aumentar a vida útil do implante. Para tal, estratégias de manufatura assistida por laser, nomeadamente ablação e fusão seletiva a laser, foram utilizadas para produzir soluções mono- e multi-material com multi-funcionalidade visando implantes de anca. Deste modo, foram produzidas soluções mono-material Ti6Al4V and NiTi, incluindo componentes estruturados ou superficialmente texturizados nos quais ainda foram incorporados novos materiais (fosfatos de cálcio ou PEEK). Esta abordagem visa adicionar novas funções a estes implantes ao introduzir conceitos como a bioatividade aliados a um desempenho mecânico e tribológico adequados. Estas soluções foram caracterizadas quanto ao seu desempenho bio-tribológico e interação biológica, demonstrando uma combinação de propriedades adequada para criar uma solução efetiva a longo prazo, de acordo com especificações locais. |
| dirty | 0 |
| eu_rights_str_mv | openAccess |
| format | doctoralThesis |
| fulltext.url.fl_str_mv | https://prod-dspace.uminho.pt/bitstreams/fdf272b2-ca62-4114-b907-43a51bd0b183/download |
| id | rum_2db18a2f4fa23ab5f2e0d1a34aa8a2bf |
| identifier.url.fl_str_mv | https://hdl.handle.net/1822/77738 |
| instacron_str | repositorium |
| institution | Universidade do Minho |
| instname_str | Universidade do Minho |
| language | eng |
| network_acronym_str | rum |
| network_name_str | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| oai_identifier_str | oai:repositorium.uminho.pt:1822/77738 |
| organization_str_mv | urn:organizationAcronym:repositorium |
| person_str_mv | Costa, Ana Mafalda Meneses |
| publishDate | 2022 |
| reponame_str | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| repository_id_str | urn:repositoryAcronym:rum |
| service_str_mv | urn:repositoryAcronym:rum |
| spelling | engporA artoplastia Total da Anca (ATA) é um procedimento largamente utilizado, que consiste na remoção e substituição da cabeça femoral e do acetábulo por uma prótese. Esta cirurgia pretende proporcionar ao paciente uma solução que restaure a funcionalidade da anca e a mobilidade sem dor. Nos últimos anos, o aumento do número de ATAs e cirurgias de revisão impulsionou a investigação de novas abordagens relativas ao design destas próteses. De todas as complicações que podem ocorrer após implantação, a principal causa de cirurgias de revisão está relacionada com a perda de fixação entre a prótese e o tecido ósseo circundante. A fraca adesão e osseointegração ao implante, a baixa resistência ao desgaste e a diferença entre os módulos de Young de implante e osso são as principais razões que levam à necessidade de recorrer a cirurgias de revisão. Idealmente, um implante deve exibir biocompatibilidade de modo a não causar reações adversas ao organismo; bioatividade para induzir uma resposta biológica para promover formação, proliferação e integração óssea e, ao mesmo tempo, exibir propriedades mecânicas adequadas, i.e., ter um módulo de elasticidade adequado ao osso e resistência à corrosão e desgaste in vivo. Neste sentido, esta tese de doutoramento foca-se no desenvolvimento de estruturas multi-funcionais multi-material com o intuito de superar os problemas acima referidos e assim aumentar a vida útil do implante. Para tal, estratégias de manufatura assistida por laser, nomeadamente ablação e fusão seletiva a laser, foram utilizadas para produzir soluções mono- e multi-material com multi-funcionalidade visando implantes de anca. Deste modo, foram produzidas soluções mono-material Ti6Al4V and NiTi, incluindo componentes estruturados ou superficialmente texturizados nos quais ainda foram incorporados novos materiais (fosfatos de cálcio ou PEEK). Esta abordagem visa adicionar novas funções a estes implantes ao introduzir conceitos como a bioatividade aliados a um desempenho mecânico e tribológico adequados. Estas soluções foram caracterizadas quanto ao seu desempenho bio-tribológico e interação biológica, demonstrando uma combinação de propriedades adequada para criar uma solução efetiva a longo prazo, de acordo com especificações locais.application/pdfporMulti-functional multi-material structures for orthopedic implants using laser-assisted strategiesAlternativeTitleporEstruturas multi-material multi-funcionais para implantes ortopédicos utilizando estratégias assistidas a laserCosta, Ana Mafalda MenesesMiranda, Maria Georgina MacedoSilva, Filipe SamuelHostingInstitutionOrganizationalUniversidade do Minhoe-mailmailto:repositorium@usdb.uminho.ptrepositorium@usdb.uminho.ptURNurn:tid:1016303952023-05-10T06:00:26Z2022-05-1020212022-05-10T00:00:00ZHandlehttps://hdl.handle.net/1822/77738http://purl.org/coar/access_right/c_abf2open accessFusão Seletiva a LaserTexturização LaserPrensagem Uniaxial a QuentePrensagem e SinterizaçãoNiTiTi6Al4VFosfatos de CálcioPEEKImplantes de AncaMulti-MaterialSelective Laser MeltingLaser Surface TexturingHot PressingPress and SinteringCalcium PhosphatesHip Implants14042031 bytesliteraturehttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06doctoral thesis2022-05-10http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2application/pdffulltexthttps://prod-dspace.uminho.pt/bitstreams/fdf272b2-ca62-4114-b907-43a51bd0b183/download |
| spellingShingle | Multi-functional multi-material structures for orthopedic implants using laser-assisted strategies Costa, Ana Mafalda Meneses Fusão Seletiva a Laser Texturização Laser Prensagem Uniaxial a Quente Prensagem e Sinterização NiTi Ti6Al4V Fosfatos de Cálcio PEEK Implantes de Anca Multi-Material Selective Laser Melting Laser Surface Texturing Hot Pressing Press and Sintering Calcium Phosphates Hip Implants |
| status | SINGLETON |
| subject.fl_str_mv | Fusão Seletiva a Laser Texturização Laser Prensagem Uniaxial a Quente Prensagem e Sinterização NiTi Ti6Al4V Fosfatos de Cálcio PEEK Implantes de Anca Multi-Material Selective Laser Melting Laser Surface Texturing Hot Pressing Press and Sintering Calcium Phosphates Hip Implants |
| title | Multi-functional multi-material structures for orthopedic implants using laser-assisted strategies |
| title_full | Multi-functional multi-material structures for orthopedic implants using laser-assisted strategies |
| title_fullStr | Multi-functional multi-material structures for orthopedic implants using laser-assisted strategies |
| title_full_unstemmed | Multi-functional multi-material structures for orthopedic implants using laser-assisted strategies |
| title_short | Multi-functional multi-material structures for orthopedic implants using laser-assisted strategies |
| title_sort | Multi-functional multi-material structures for orthopedic implants using laser-assisted strategies |
| topic | Fusão Seletiva a Laser Texturização Laser Prensagem Uniaxial a Quente Prensagem e Sinterização NiTi Ti6Al4V Fosfatos de Cálcio PEEK Implantes de Anca Multi-Material Selective Laser Melting Laser Surface Texturing Hot Pressing Press and Sintering Calcium Phosphates Hip Implants |
| topic_facet | Fusão Seletiva a Laser Texturização Laser Prensagem Uniaxial a Quente Prensagem e Sinterização NiTi Ti6Al4V Fosfatos de Cálcio PEEK Implantes de Anca Multi-Material Selective Laser Melting Laser Surface Texturing Hot Pressing Press and Sintering Calcium Phosphates Hip Implants |
| url | https://hdl.handle.net/1822/77738 |
| visible | 1 |