Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T09:00:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Uebelhart_Beatriz_M.pdf: 3346622 bytes, checksum: f0a455713e558d11ecb3ef1e865148a0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Uma Bomba de Sangue Centrífuga Implantável (BSCI) está sendo desenvolvida para ser utilizada como assistência circulatória em pacientes com doenças cardiovasculares graves (DCVs). Para algumas doenças cardíacas, a única forma de tratamento é o transplante cardíaco. Um Dispositivo de Assistência Circulatória (DAV) pode ser utilizado para manter a vida do paciente enquanto ele aguarda na fila de espera por um transplante. A BSCI consiste de um DAV e é composta de protótipo, cânulas, motor, controlador, e fonte de energia. A complexidade geométrica de seu rotor dificulta sua construção através de processos de usinagem convencionais. Ao mesmo tempo, o aperfeiçoamento e construção de novos protótipos é essencial, pois permite a realização da análise de seu funcionamento, identificação e correção de falhas. A tecnologia selecionada que permite a construção rápida de um modelo tridimensional de geometria complexa é a prototipagem rápida (PR). Neste trabalho foram utilizados três diferentes tipos de processos de PR no desenvolvimento de protótipos da BCI para realização de testes "In Vitro" e "In Vivo". Os modelos físicos foram construídos através dos processos de Sinterização Seletiva a Laser (SLS), de Modelagem por Fusão e Deposição (FDM) e Estereolitografia (SLA). Através de análises qualitativas selecionou-se um dos processos para confecção dos protótipos da BSCI. Os protótipos foram submetidos a testes "In Vitro" e experimentos "In Vivo". A tecnologia de PR selecionada foi a Estereolitografia. O resultado do teste de desempenho hidrodinâmico apresentou-se satisfatório quando comparado a estudos anteriores. O teste em simulador demonstrou uma melhora nas condições fisiológicas simuladas quando um organismo simulado é submetido a assistência da BCI. Através dos testes "In Vivo" foi possível analisar o comportamento do protótipo e estudar técnicas de implante da BCI, os resultados se apresentaram satisfatórios / Abstract: An Implantable Centrifugal Blood Pump (ICBP) is being developed to be used as circulatory assistance in patients with severe cardiovascular diseases. For certain heart diseases, the only treatment is the heart transplant. A Ventricular Assist Device (VAD) can be used to maintain the patient's life while he waits for a heart transplant. ICBP consists of a VAD and is composed of a prototype, cannulae, motor, controller and energy source. Due the complexity of spiral geometry of the impeller, ICBP prototypes construction is difficult through conventional manufacturing processes. At the same time, the improvements and construction of new prototypes is essential because allows the performance analysis, identification and correction of failures. The chosen technology that allows fast construction of 3D models with complex geometry is Rapid Prototyping (RP). In this study were used three different technologies of RP to develop new ICBP prototypes and perform "In Vitro" and "In Vivo" tests. The physical models were constructed through the processes of Selective Laser Sintering (SLS), Fused and Deposition Modeling (FDM) and Stereolithography (SLA). Through qualitative analysis, between processes, one was selected to construct the ICBP 3D models. "In Vitro" and "In Vivo" tests were performed. SLA rapid prototyping process was selected to construct ICBP models. Hydrodynamic tests results presented satisfactory when compared with previous studies. Cardiovascular Simulator test results presented an improvement in simulated physiological conditions when the organism was submitted to ICBP assistance. Through "In Vivo" tests was possible to analyze the ICBP prototype performance and study ICBP implant techniques, and the results presented satisfactory / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador: Cecilia Amélia de Carvalho Zavaglia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T13:44:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Saura_CarlosEduardo_D.pdf: 6545554 bytes, checksum: 6e172e4f392006d2c809c0f86185aff1 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Esta tese demonstra os benefícios relacionados ao uso efetivo de uma metodologia que visa guiar todo processo de cranioplastia, utilizando-se de implantes personalizados para regenerar falhas cranianas. Sabe-se que diferentes técnicas de implante, geralmente atreladas a casos médicos específicos, têm sido aplicadas já há vários anos. Isso acarretou uma grande e valiosa evolução nesta área, porem também gerou dúvidas sobre qual técnica seria a mais eficaz a ser empregada em cada caso. A metodologia aqui explanada visa auxiliar desde o diagnóstico, passando pela coleta de imagens médicas, elaboração do modelo tridimensional do paciente contendo sua falha óssea, modelamento do implante, criação física do mesmo através do uso da Manufatura Aditiva (MA) e finalmente a aplicação do implante no paciente. Esta metodologia é aplicável aos implantes personalizados metálicos, poliméricos ou cerâmicos, e direcionados para serem executados pela tecnologia de MA que também é conhecida como prototipagem rápida. Na origem do processo está a captura de imagens médicas do crânio e da falha óssea através de tomografia computadorizada. As fatias tomográficas são transformadas em um modelo tridimensional no sistema InVesalius® (CTI ¿ Brasil) e os arquivos neles criados são transferidos para um programa específico utilizado na MA chamado Magics RP ¿, nele então o biomodelo tridimensional é analisado e preparado para execução de um modelo físico. Na criação do implante em caso de falhas pequenas ou médias que estão alocadas totalmente em um dos hemisférios do crânio pode-se usar apenas o Magics RP ¿. Em casos de falhas grandes laterais (que invadem o hemisfério oposto) ou frontais, utiliza-se o programa de CAD, neste caso o SolidWorks ¿, no qual são trabalhadas superfícies e sólidos com o objetivo de reconstruir fielmente o perfil craniano através do implante que está sendo desenvolvido. Os resultados obtidos com o uso da metodologia são implantes de adequação perfeita, diminuição no tempo de cirurgia e rápida recuperação e integração social do paciente. Conclui-se que o grande benefício de se ter uma Metodologia para Desenvolvimento de Implantes Cranianos Personalizados é que esta orienta através de um conjunto de diretrizes as equipes multidisciplinares compostas de cirurgiões, radiologistas, técnicos e engenheiros, estejam orientadas e preparadas a atender a crescente necessidade de implantes cranianos personalizados / Abstract: This thesis demonstrates the benefits related to the effective use of a methodology that aims to guide the whole process of cranioplasty, using custom implants to regenerate cranial defects. Known is that different implant techniques, usually linked to specific medical cases, has being applied for several years. This led to large and valuable developments in this area, but also raised questions about which one would be the most effective technique employed in each case. The methodology here explained aims to give an assistance from diagnosis, through the collection of medical imaging, three-dimensional model of patient preparation containing your bone gap, modeling of the implant, creating physically the implant with the Additive Manufacturing (MA) and finally the application of implant into the patient. This methodology is applicable to custom metallic implants, polymeric or ceramic and produced with MA technology, which is also known as rapid prototyping. The process is capturing medical images of skull and bone gap through computerized tomography. Tomographic slices are transformed into a three-dimensional model in InVesalius ® system (CTI-Brazil) and the files in them created are transferred to a specific program used in MA, called Magics RP ¿, it then the three-dimensional biomodelo is parsed and prepared for execution of a physical model. In the creation of the implant in case of small or medium failures allocated fully in one of the skull hemisphere can only use the Magics RP ¿. In cases of large lateral faults (invading the opposite hemisphere) or front, we use CAD program, in this case the SolidWorks ¿, in which we work with surfaces and solids in order to be faithfully reconstruct cranial profile through the implant is being developed. The results obtained with the use of the methodology are perfect adequacy implants, decreased at the time of surgery and speedy recovery and social integration of the patient. Concluded is that the major benefit of having a methodology for developing Custom Cranial Implants is that this leads you through a set of guidelines the multidisciplinary teams composed of surgeons, radiologists, technicians and engineers, are targeted and prepared to meet the growing need for custom cranial implants / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T11:41:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gouveia_MariadeFatimade_D.pdf: 10651170 bytes, checksum: 76437c6b2c0b158b3dab94e80c7111e7 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A utilização da tecnologia de Prototipagem Rápida (PR) na área médica tem se expandindo a cada dia. Os modelos médicos, ou os chamados biomodelos, utilizados para planejamento cirúrgico são confeccionados por processos de PR, a partir do processamento de imagens médicas de Tomografia Computadorizada. Ao cirurgião esta técnica permite o manuseio de modelos da parte anatômica do paciente, antes da execução do correspondente procedimento cirúrgico de reconstrução. A tecnologia de PR associada à biomodelagem tem se revelado uma ferramenta excepcional para: o planejamento cirúrgico, a confecção de próteses personalizadas e a execução da cirurgia, levando a melhores resultados funcionais e estéticos, bem como a uma diminuição de riscos e custos envolvidos neste processo. Este trabalho foi desenvolvido dentro do Projeto Promed - Prototipagem Rápida na Medicina, no Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer - CTI, que atendeu, entre janeiro de 2000 e setembro de 2008, um total de 982 pacientes com necessidade de cirurgias de reconstrução. Este trabalho apresenta um levantamento de dados sobre estes pacientes, classificando-os quanto a: gênero, faixa etária, procedência, regiões anatômicas reproduzidas e aplicações dos biomodelos confeccionados. Os resultados da análise deste levantamento indicaram que 98% dos casos atendidos foram referentes às reconstruções craniofaciais, sendo que 86% destes apresentavam diretamente lesões em um ou mais terços da face. Os biomodelos foram utilizados principalmente em reconstruções de reabilitação bucomaxilar (32%), neoplasias e displasias (18%), fraturas por trauma (13%) e desarmonias faciais (9%). A integração entre biomateriais e PR é examinada no contexto deste estudo, mostrando possibilidades de utilização da PR na confecção direta e indireta de próteses personalizadas, na obtenção de scaffolds para reconstrução anatômica e na engenharia tecidual. Exemplos de planejamento cirúrgico realizado com o auxílio de biomodelos foram incluídos no texto, a título de elucidar os métodos de aplicação desta técnica. / Abstract: The use of Rapid Prototyping (RP) technology in medicine has been expanding every day. The medical models, or so-called biomodels, used for surgical planning, are made by PR processes, based on computed tomography medical image processing. This technique allows the surgeon to handle anatomical models of the patient, before running the reconstruction surgery. The RP technology associated with biomodelling has proved to be an exceptional tool for: surgical planning, customized prostheses manufacturing and surgery accomplishment, leading to better functional and aesthetic results, as well as, a reduction of risks and costs involved in this process. This work was developed within Promed Project - Rapid Prototyping in Medicine, at Center for Information Technology Renato Archer - CTI, who attended, between January 2000 and September 2008, a total of 982 patients in need of surgical reconstruction. This work presents a data survey on these patients, classifying them by: gender, age, origin, anatomical regions and biomodel applications. The results of this survey indicated that 98% of cases referred to craniofacial reconstructions, with 86% of these injuries covering one or more thirds of the face. Biomodels were mainly used in reconstructions of bucomaxilar rehabilitation (32%), neoplasias and dysplasias (18%), trauma fractures (13%) and facial disharmonies (9%). The integration of biomaterials and RP is examined in the context of this study, showing possibilities for the use of RP in the direct and indirect construction of customized prostheses, in obtaining scaffolds for anatomical reconstruction and tissue engineering. Examples of surgical planning with the aid of biomodels were included in the text, for elucidating the method of application of this technique. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Rubens Caram Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-28T12:00:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_DaltonDanielde_M.pdf: 2611996 bytes, checksum: 6f81a7094a8af1637dc4d3bda71dacd3 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O uso de ligas do sistema Ti-Nb-Zr como biomaterial é promissor em razão de sua boa biocompatibilidade, alta resistência à corrosão, elevada resistência mecânica e baixo módulo de elasticidade. As propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Zr podem ser manipuladas variando-se o teor de Nb e Zr no componente, o que é obtido aplicando-se o processo de manufatura aditiva LENS®. Tal processo é uma técnica inovadora e permite produzir componentes tridimensionais com gradientes de composição e consequentemente, com gradientes funcionais. Materiais com gradiente funcionais são exigidos, em alguns casos, no reparo de tecidos duros do corpo humano. Por exemplo, em placas de fixação de fratura óssea é interessante alto módulo de elasticidade em regiões próximas à fratura e baixo módulo de elasticidade em regiões adjacentes à fratura. O objetivo desse trabalho foi estudar, do ponto de vista metalúrgico, a possibilidade de se produzir materiais para aplicação ortopédica fabricados com ligas Ti-Nb-Zr com gradientes de composição aplicando-se o processo LENS®. Para isso foram produzidos lingotes medindo 12 x 12 x 55 mm, com extremidades com composições nominais de Ti-35Nb-10Zr (% em peso) (região de baixo módulo), a região central de Ti CP (região de alto módulo) e as regiões entre o centro e as extremidades, com composições intermediárias. Cada lingote foi cortado simetricamente no sentido longitudinal, resultando em duas amostras (placas). Uma amostra foi caracterizada no estado como solidificada e a outra, após tratamento térmico de solubilização a 1000 °C por 1 h e resfriada em água. A caracterização das amostras envolveu fluorescência de raios-X e análise de teor de O e N para determinação da composição. Microscopia eletrônica de varredura, difração de elétrons retroespalhados e difração de raios-X foram utilizadas para análise microestrutural. Nanoindentação, medida de microdureza Vickers e análise de módulo de elasticidade por ultrassom para análise do comportamento mecânico. Verificou-se que é possível obter materiais com gradientes funcionais pelo processo LENS® dentro do sistema Ti-Nb-Zr. As amostras apresentaram módulo de elasticidade variando entre 65 a 110 GPa ao longo de seu comprimento / Abstract: The use of Ti-Nb-Zr alloys system as biomaterial is promising due to its good biocompatibility, high corrosion resistance, high strength and low modulus of elasticity. The mechanical properties of Ti-Nb-Zr alloys can be manipulated varying the content of Nb and Zr in the component production. This variation is obtained by applying the additive manufacturing process LENS®. This process is a novel technique and allows the production of three-dimensional components with compositional gradients and hence with functional gradients. Functionally graded materials are required in some cases, for repair of hard tissues of human body. In bone fracture fixation plates, for example, is interesting that the closest fracture regions possess high Young's modulus while adjacent fracture regions low Young's modulus. The aim of this work was to study, of metallurgical point of view, the possibility of producing materials, for orthopedic application, manufactured with Ti-Nb-Zr alloys with composition gradients applying the LENS®. To this, ingots measuring 12 x 12 x 55 mm were produced. Its ends were produced with the nominal composition Ti-35Nb-10Zr (wt%) (low modulus region), the central region was produced with CP Ti (high modulus region) and the regions between the extremities and central, with intermediate composition. Each ingot was symmetrical cut in longitudinal way, resulting in two samples (plates). One sample was characterized as the solidified state and the other one, after solubilization heat treatment at 1000 °C for 1 h and cooled in water. The samples were characterized by X-rays fluorescence and analysis of O and N content for compositions determining. Scanning electron microscopy, electron backscattering diffraction and X-ray diffraction were used for microstructural analysis. Nanoindentation technique, Vickers microhardness measure and measurement of Young's modulus by ultrasound were used for mechanical properties analysis. It has been found that it is possible to obtain functional gradients materials by the LENS® process within Ti-Nb-Zr system. The samples had modulus ranging from 65 to 110 GPa along its length / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

O trabalho trata do estudo do processo de impressão tridimensional e desenvolvimento de uma impressora para a produção de corpos-de-prova cerâmicos. A técnica de impressão tridimensional pertence ao grupo de prototipagem rápida e consiste na obtenção de um corpo sólido a partir de um modelo digital de três dimensões, através do fatiamento do modelo tridimensional e da impressão seqüencial de suas respectivas fatias. Durante o processo de impressão, deposita-se um ligante sobre camadas sucessivas de pó e em cada camada, o ligante consolida o pó no formato bidimensional da fatia, que por fim soma-se as outras fatias subseqüentes, consolidando assim o formato tridimensional do modelo. Os equipamentos convencionais de impressão 3D utilizam pós a base de gesso e acrílico, onde o ligante, a base de água, fornece a primeira adesão química; posteriormente é infiltrada uma resina para fornecer uma ligação com o pó de acrílico. Na impressão de cerâmica a base de alumina ou zircônia, o desenvolvimento de ligantes tem de ser realizado visando à adesão química e orgânica combinadas antes da sinterização. Neste projeto, uma mini impressora 3D para corpos de prova foi desenvolvida e com ela foram produzidos corpos de geometria simples e seção constante, cujo projeto, custo, manutenção simplificada e econômica possibilita também o emprego de materiais agressivos nos ligantes, com risco de danificação de componentes, a exemplo de ácido fosfórico, porém com baixo custo de recuperação. Foram analisados diversos tipos pelo dimensionamento de seus aglomerados, fluidez e densidade. Obteve-se pó a base de gesso por R$15,00 o kilograma. Corpos de prova foram analisados com relação à resistência mecânica por flexão de três pontos, densidade, porosidade aparente e imagens por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Um protótipo de uma mini-impressora foi idealizado, projetado e fabricado, soluções originais e econômicas foram propostas e na sua validação alguns conceitos necessitam de melhorias, ainda assim foram obtidos resultados promissores. Foi desenvolvida uma formulação de pó baseado em gesso que teve o custo de aproximadamente 5% do produto importado. / The work studies the three-dimensional printing process and the development of a 3D printer to produce ceramic specimen. The 3D printing technique belongs to the rapid prototype group and consists in obtaining a solid body from a three-dimensions digital model, through the slicing of the three-dimensional model and the sequential printing of their respective slices. During the printing process, a binder is deposited upon successive powder layers, and in each layer, the binder consolidates the powder into the bi-dimensional shape of the slice, which ultimately adds to the other slices that followed, consolidating the three-dimensional shape model. The conventional 3D printing equipments uses powder based in gypsum and acrylic, where the water-based binder, provides the first chemical bind; subsequently is infiltrated a resin to provide a binding with the acrylic powder. In the ceramic printing based on alumina or zirconia, the development of binders must be accomplished looking for a organic and chemical bind before sintering. In this project, a mini 3D printer for ceramic specimens was developed and built, with it were be produced bodies of simple geometry and constant section, which design, cost and simplified maintenance and cost also enable the use of aggressive materials in binders, with the risk of components damage, such as phosphoric acid, but with low cost to recovery. Were analyzed several types of powders by the sizing of its clusters, fluidity and density. Were obtained gypsum powder for $ 7.00 a kilogram. The specimen were analyzed in relation to the mechanical strength by three-point bending, density, apparent porosity and images by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). A prototype of a mini 3D printer was designed, engineered and manufactured, unique and economical solutions have been proposed and in its validation some concepts need of improvement, yet promising results were obtained. It was developed a powder formulation based on gypsum that has cost about 5% of the imported product.

A disponibilização de uma tecnologia de desenvolvimento recente, denominada neste trabalho de \"tecnologia de modelagem tridimensional física computadorizada\", ofereceu novos recursos para a obtenção de representações utilizadas no processo de desenvolvimento de projetos de produtos (modelos), que anteriormente era realizado utilizando-se exclusivamente procedimentos manuais de caráter artesanal. No entanto, existe uma diversidade de processos e de equipamentos que a utilizam, variando entre alguns simples e baratos, que podem obter objetos com algumas restrições, como de geometria, acabamento e resistência, e outros, extremamente complexos, que podem fornecer objetos com características excepcionais. Por outro lado, são utilizados diversos tipos de modelos ao longo do processo de projeto: alguns muito simples, empregados nas fases iniciais, e outros de maior complexidade, que representam o produto nas fases finais de seu desenvolvimento, entre os quais se encontra o modelo de aparência, que apresenta grande potencial de se beneficiar, em seu processo de confecção, das características particulares da referida tecnologia. O presente trabalho tem, portanto, o objetivo de apresentar um quadro detalhado da disponibilidade da tecnologia de modelagem tridimensional física computadorizada, particularmente no contexto brasileiro, a partir de pesquisa realizada com fabricantes, representantes comerciais, institutos de pesquisa e escolas de design, e de descrever as características formais e construtivas do modelo de aparência a partir de pesquisa bibliográfica e observações, de forma a identificar processos, equipamentos e procedimentos que podem ser adequados para atender à demanda por esse tipo de modelo em disciplinas de projeto de produto em escolas de design. / The availability of a new development technology, which in this text is referred to as \"computer-aided technology of physical three-dimensional modeling\", provides new resources for making representations used in product design development process (models), which previously, was almost exclusively completed through manual procedures. However, there are various types of processes and equipment that that technology which range from simple and inexpensive, that can obtain objects with some restrictions, such as geometry, finishing and resistance, and others that are extremely complex, that can provide objects with exceptional features. On the other hand, several types of models are used throughout the design process: some very simple, utilized in the early stages, and others of greater complexity, which represents the product in the final stages of its development, such as the mock-ups that have the greatest potential to benefit from the special characteristics of the technology previously mentioned. The objective of this research is to present a detailed picture of what is available for computerized three-dimensional modeling technology focused within the context of Brazil, based on research carried out with manufacturers, commercial representatives, institutes, research and design schools and describe the formal and constructive characteristics of the mock-ups, based on bibliographic research and observations, in order to identify processes, equipment and procedures that may be appropriate to meet the demand for this type of model in design schools.

Este estudo tem por objetivo o desenvolvimento de uma metodologia de fabricação de sistemas Lab On Chip, úteis no estudo de processos celulares, a partir da adaptação de tecnologias próprias da microeletrônica. Foram exploradas todas as etapas envolvidas na fabricação de sistemas Lab On Chip em Poli-Di-Metil-Siloxano e desenvolvidos protocolos de fabricação de moldes, técnicas de moldagem e processos de ativação de PDMS com plasma de oxigênio para sua solda química sobre diferentes materiais, obtendo uniões irreversíveis que permitem a integração com outras tecnologias como a microeletrônica em silício e o encapsulamento com cerâmica verde, completando uma metodologia que permite a prototipagem de dispositivos micro-fluídicos de multicamadas com um nível de sofisticação comparável ao estado da arte. Foi desenvolvido o protótipo de um equipamento ótico para litografia por projeção que permite a fabricação de máscaras óticas com resolução de 5 m e oferece a possibilidade de litografia em escala de cinzas para gerar canais e estruturas com relevos arbitrários. Foram adicionalmente abordados três problemas de biofísica celular, para os quais foram propostos novos dispositivos para separação de células móveis de acordo às suas velocidades lineares, dispositivos para crescimento confinado de bactérias e dispositivos para manipulação da curvatura de membranas celulares. / The objective of this study is the development of a methodology for the fabrication of Lab On Chip systems, useful for the analysis of cellular processes, through the adaptation of technologies from microelectronics. All the steps involved with the fabrication of Lab on Chip system in Poly-Di-Methil-Siloxane (PDMS) were explored, developing protocols for mold fabrication, molding techniques and processes for oxygen plasma activation of PDMS for its bonding to different materials, achieving irreversible bonds that enable the integration with other technologies such as silicon microelectronics and green tape packaging. All this techniques constitute a methodology that allows the prototyping of multilayer microfluidic devices comparable with state of the art devices. It was developed the prototype of optical equipment for projection lithography capable of mask fabrication with 5 m resolution, and which offers also the capability of gray scale lithography for the generation of free form microchannels. Additionally three different problems in cellular biophysics where boarded, proposing new devices for the separation of motile cells according to their linear speeds in liquids, new devices for constrained bacterial growth and for curvature manipulation of cell membranes.

Nos últimos anos, as tecnologias de prototipagem rápida vem sendo amplamente utilizadas em aplicações na área de saúde, como ferramentas de auxílio na simulação e planejamento cirúrgico, bem como no projeto de implantes personalizados. Este trabalho fornece uma contribuição ao projeto destes implantes nas áreas de cranioplastia e buco-maxila. Baseado em sistemas CAD e nas tecnologias de prototipagem rápida são aplicadas diferentes alternativas para a geração adequada dos modelos médicos, ou biomodelos. Para aplicações em cranioplastias é proposto e implementado algoritmo para ajuste das bordas, permitindo dessa forma o correto ajuste do implante. Os resultados obtidos são aplicados diretamente em estudos de casos reais conduzindo a excelentes resultados e validando o procedimento proposto. / In the last years, the technologies of rapid prototyping have been widely used in medical applications, as supporting tools in the simulation and surgical planning, as well as in the design of customized implants. This work gives a contribution to the design of these implants in the cranioplasty and buco-maxila areas. Based on CAD systems and in the technologies of rapid prototyping, different alternatives are tested for the design of these modes, generically called as biomodels. For cranioplasty applications an algorithm is proposed and implemented for borders adjustment. The obtained results are directly applied in real case studies yielding to excellent results and validating the proposed procedure.

O objetivo deste trabalho é apresentar informações sobre o uso de modelos físicos na indústria cerâmica como parte integrante do método de projeto e identificar as possibilidades de utilização de tecnologias digitais nesse processo, verificando possíveis contribuições para o design. Esta é uma pesquisa qualitativa, que se utiliza de procedimentos adotados em estudos de casos múltiplos, a partir da investigação de duas indústrias de cerâmica para cada um dos setores fabris: louça de mesa, louça sanitária, cerâmica decorativa/ ornamental, revestimentos cerâmicos, telhas e blocos estruturais. Foram realizadas pesquisas bibliográficas e de campo, por meio de visitas a indústrias cerâmicas, a representantes de equipamentos de tecnologias digitais, a centros de pesquisa nacional e internacional e a instituições que possuem os equipamentos digitais para obtenção de modelos físicos. Os modelos físicos são muito utilizados em projetos de design durante as fases de desenvolvimento de produto e servem para gerar, analisar e selecionar as alternativas propostas, fornecendo respostas a problemas que surgem através de testes e simulações que devem ser adequados às questões e informações que se pretende coletar. Tradicionalmente, o processo de desenvolvimento de modelos físicos na indústria cerâmica requer conhecimentos técnicos e depende de muito treinamento e habilidades manuais dos modeladores. O uso de tecnologias digitais é muito difundido em outros segmentos da indústria, devido à capacidade de transformar rapidamente e com precisão modelos virtuais computadorizados em modelos físicos. Para compreender como cada segmento da indústria cerâmica utiliza os modelos físicos evidenciaram-se suas especificidades, quanto aos aspectos de configuração dos produtos e limitações dos materiais e dos processos de fabricação. Analisaram-se as seguintes tecnologias digitais: processos de prototipagem rápida, usinagem CNC e escaneamento 3D. Este trabalho demonstrou como processos analógicos tradicionais podem ser complementados e/ou substituídos para obtenção dos modelos físicos a partir da inserção de tecnologias digitais nesse processo. / The purpose of this study is to present information on the use of physical models in the ceramic industries as an integral part of the project method as well as identify the possibilities of using digital technologies in this process for possible contributions to the design. This is a qualitative research, which uses procedures adopted in multiple case studies, from the results of a survey on two ceramic industries for each of the industrial sectors: tableware, sanitary ware, decorative / ornamental ceramic tiles, tiles, ceramic roofing and building blocks. Bibliographical and field researches were conducted through visit to ceramics industries, representatives of digital technology equipment, national and international research centers and institutions that own digital equipment to obtain physical models. The physical models are widely used in design projects during the phases of product development and serve to generate, analyze and select the proposed alternatives, in order to provide answers to problems which arise through tests and simulations and that must be appropriated to the issues and information that are intended to be collected. Traditionally, the development process of physical models in the ceramic industry requires technical knowledge and depends on training and manual skills of the modelers. The use of digital technologies is widespread in other segments of the industry due to the ability to turn quickly and accurately, virtual computer models into physical models. In order to understand how each segment of the ceramic industry uses physical models, their specificities had to be evidenced, regarding aspects of product configuration and limitations of materials and manufacturing processes. The following digital technologies were analyzed: rapid prototyping process, CNC machining and 3D scanning. This work demonstrated how the traditional analog processes can be complemented and/or substituted in order to obtain physical models through the insertion of digital technologies in this process.

O uso do Sistema CAD/CAM já é bastante consagrado na Odontologia, não sendo diferente na reabilitação facial. Traz diversas facilidades, porém poucos trabalhos relatam as reabilitações da região óculo-palpebral. Nesse estudo, a aquisição de imagem tridimensional foi feita com o uso de um escâner de superfície a laser, FARO Edge ScanArm®, protegendo-se o olho contralateral com uso de lente gelatinosa preta; método que demonstrou eficiência na obtenção de imagem de pálpebras abertas para confecção de protótipo reverso. Foram selecionados 10 pacientes com exenteração de órbita, de ambos os gêneros, sendo 5 com mutilação à esquerda e 5 à direita. Todos os pacientes receberam duas próteses óculo-palpebrais, uma confeccionada pelo método convencional e outra pelo sistema CAD/CAM. As reabilitações foram registradas fotograficamente e avaliadas por 30 indivíduos leigos, 3 especialistas em prótese bucomaxilofacial e pelos próprios pacientes, usando-se a Escala VAS. Para avaliar a variação intraexaminador, 15 leigos repetiram a avaliação com intervalo de uma semana, assim como os 3 especialistas. Os resultados demonstraram consistência interna e uma boa reprodutibilidade dos dados em todos os grupos. A percepção estética foi melhor avaliada nas próteses obtidas pelo método convencional; entretanto, a relevância da diferença observada entre os dois métodos foi avaliada como razoável. / The use of CAD/CAM system is already an established method in Dentistry, no different in facial rehabilitation. It brings several facilities, but few studies have already reported the rehabilitations of the orbital area. In this research the acquisition of the three dimensional image was taken using a surface laser scanner, FARO Edge ScanArm®, protecting the contralateral eye with the use of a black gelatinous contact lens; this method has demonstrated effectiveness in getting image with open eyelids for making reverse prototype. 10 patients were select with orbit exenteration, of both genders, 5 with left mutilation and 5 with right. All patients received two oculopalpebral prostheses, one obtained by the conventional method and another by the CAD/CAM system. The rehabilitations were photo registrated and assessed by 30 lay assessors, 3 bucomaxillofacial prosthetic specialists and by the patients themselves using the VAS Scale. To evaluate the intraexaminer variation, 15 lay assessors repeated the evaluation with one week interval, as did the specialists. The results demonstrated good interexaminer variation and reproducibility of data in all groups. The aesthetic perception was better evaluated in prostheses obtained by the conventional method; however, the relevance of difference between the two methods was assessed as a reasonable one.