14° Congresso da Sociedade Latino Americana de Biomateriais, Orgãos Artificiais e Engenharia de Tecidos – SLABO
(5ª Edição do Workshop de Biomateriais, Engenharia de Tecidos e Orgãos Artificiais – OBI)
20 a 24 de Agosto de 2017 - Maresias - SP - Brasil

Márcia Mayumi Omi Simbara, Bacharela em Ciência e Tecnologia e Engenheira Biomédica pela Universidade Federal do ABC (UFABC). Possui Mestrado em Engenharia Biomédica também pela mesma instituição e agora cursa o Doutorado no programa de Medicina/Tecnologia e Intervenção em Cardiologia da USP/Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia. Desenvolve pesquisa em biomateriais e dispositivos implantáveis, atuando principalmente na área de engenharia tecidual de válvulas cardíacas.  

 

Projeto e fabricação de arcabouços para válvulas cardíacas utilizando a técnica de airbrushing: simulação vs. prática

Márcia Mayumi Omi Simbara

IDPC

Resumo
Além das características que os arcabouços para engenharia tecidual devem possuir, os arcabouços para válvulas cardíacas em específico devem obedecer a outro requisito: resistir às pressões e ao cisalhamento causados pelo fluxo sanguíneo. Essas características tornam seu design e a escolha de material ainda mais relevantes na fabricação, e por isso a simulação in silico ganhou destaque no projeto desses dispositivos. Apesar da grande contribuição, deve-se tomar cuidado ao tirar conclusões a partir desses resultados devido às divergências entre a geometria simulada e a que é gerada na fabricação. O objetivo deste trabalho foi verificar as principais diferenças entre um folheto virtual de válvula cardíaca e um folheto real (fabricado com a técnica de airbrushing), e averiguar as consequências das mesmas para o desempenho mecânico da peça. Para isso, um molde para confecção de folhetos foi digitalizado com scanner 3D para ser a entrada da simulação, que foi carregada no software ANSYS e seu material foi definido como uma manta fibrosa de poli(?-caprolactona) (PCL). Aplicou-se uma pressão de 120 mmHg para verificar se o folheto resistiria e a tensão de von Mises foi registrada. Isso foi repetido para espessuras do folheto de 0,3; 0,4 e 0,5 mm para verificar o efeito na resposta. Já na fabricação do arcabouço, o mesmo molde foi recoberto com PCL utilizando o airbrushing. Um dos folhetos foi digitalizado por fotogrametria e realizou-se uma simulação com os mesmos parâmetros da anterior. A partir das tensões de von Mises obtidas, verificou-se que a simetria não se manteve na fabricação do folheto, gerando distribuição assimétrica de tensão, podendo levar à ruptura. O folheto também não apresenta alguns pontos de concentração de tensão do molde, que diminui a tensão em várias regiões. Quanto à espessura, o aumento de 0,3 para 0,4 mm reduziu em 40% a tensão máxima. Logo, conclui-se que não necessariamente um material deve ser descartado quando a simulação indica que ele falhará; se suas propriedades estão próximas às desejadas, é recomendável uma análise aprofundada para conferência. Além disso, é importante manter as características de formato e dimensionais durante a fabricação, pois variações pequenas geram diferenças significativas.

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