Orientadores: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia, Vanessa Petrilli Bavaresco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T08:05:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wataya_CelioHitoshi_D.pdf: 3496514 bytes, checksum: a0aa09bccd8fc730f8ee1b6d7c5f5f37 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O menisco como qualquer outro órgão, possui sua importância no funcionamento total do corpo humano. O tratamento para as lesões do menisco tem sido substituído pelo reparo, entretanto, conforme a gravidade da lesão torna-se inevitável a meniscectomia (cirurgia do menisco). Diante desta situação propôs-se desenvolver uma prótese que substitua o menisco lesionado, que possua suas características dimensionais, bem como suas propriedades mecânicas e tribológicas. A utilização da tecnologia da prototipagem rápida foi fundamental para se alcançar efetivamente o objetivo proposto. O material selecionado para a obtenção dessa prótese foi o poli(álcool vinílico) (PVA), por ser um polímero de baixo custo de produção, fácil obtenção e boas características para ser utilizado como um biomaterial. Os resultados dos ensaios mecânicos confirmaram a eficácia desse material. Valores como módulo de compressão 37,4 MPa (± 1,74), o módulo de fluência a indentação E = 3,6 MPa (±0,6); módulo de tensão e deformação, respectivamente iguais a 'SIGMA' = 3,2 MPa (±0,3) e ? = 148,4% (±39), evidenciam a possibilidade de utilização do PVA também como substituto do menisco humano. Outros ensaios também foram realizados como: ensaio in vitro e in vivo, tribológico e a Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), com resultados favoráveis a esse fim. Para a obtenção do menisco de PVA nas dimensões do menisco do paciente utilizou-se a tecnologia da prototipagem rápida (PR), primeiro para se obter o molde do menisco e depois então, o menisco por envasamento da solução de PVA no molde. Dois detalhes foram fundamentais para se chegar ao produto final, o primeiro foi o tratamento computacional dado à imagem de tomografia do joelho utilizando-se de programas livres como Invesalius e Rhinoceros e o segundo foi o uso do reticulante físico, o reagente orgânico dimetilsulfóxido (DMSO) / Abstract: The meniscus like any other organ, has its importance in the total functioning of the human body. The treatment for meniscal injuries has been replaced by the repair, however, according to the severity of the injury becomes inevitable meniscectomy (meniscus surgery). In this situation it was proposed to develop a prosthesis to replace the injured meniscus, which have their dimensional characteristics as well as their mechanical and tribological properties. The use of rapid prototyping technology was essential to effectively achieve the proposed objective. The material selected for obtaining a prosthesis is poly (vinyl alcohol) (PVA), being a polymer of low production cost, and easy to obtain good characteristics for use as a biomaterial. The results of mechanical tests have confirmed the effectiveness of this material. Values like compression module 37.4 MPa (± 1.74), the modulus of creep indentation E = 3,6 MPa (± 0.6), tensile modulus and strain, respectively equal to ' SIGMA' = 3.2 MPa (± 0.3) and ? = 148.4% (± 39) show the possibility of use of PVA as well as replacement of the meniscus human. Other tests were also conducted as in vitro and in vivo tribological and Differential Scanning Calorimetry (DSC), with results favorable to that end. To obtain the meniscus of PVA in the dimensions of the meniscus of the patient if the technology used rapid prototyping (RP), first to obtain the mold of the meniscus after then, the meniscus by filling the PVA solution in the mold. Two things were essential to reach the final product, the first treatment was given to computer tomography imaging of the knee using free programs like Rhinoceros and InVesalius and the second was the use of physical crosslinking, the organic reagent dimethyl sulfoxide (DMSO) / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: João Batista Fogagnolo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T18:12:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SallicaLeva_Edwin_M.pdf: 25527220 bytes, checksum: e74531ec342d519e6163a514595cb183 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Peças fabricadas em titânio com estrutura porosa apresentam vantagens como material para implantes basicamente pela redução do módulo de elasticidade, o que aproxima sua rigidez à de tecidos ósseos, tornando-as mais adequadas á sua função. Neste trabalho apresenta-se um estudo da microestrutura e propriedades mecânicas de peças porosas de Ti-6Al-4V fabricadas por sinterização seletiva a laser, que é uma das técnicas de prototipagem rápida, que consolida, camada a camada, peças com geometria complexa a partir de pó. As estruturas porosas foram modeladas em programa CAD e fabricadas em um equipamento EOSINT M 270. Os modelos computacionais têm forma cúbica com 15 mm de aresta e possuem arquitetura interna de poros interconectados também de forma cúbica. A porcentagem de porosidade foi variada na faixa de 61 a 76%, mudando-se o número e o tamanho dos poros e a espessura das paredes internas. Pó atomizado da liga Ti-6Al-4V foi utilizado como matéria-prima. Utilizaram-se dois níveis de energia fornecida, variando-se alguns parâmetros do processo, como a velocidade de varredura do feixe de laser, a potência do laser e distância entre linhas de sinterização. As amostras sinterizadas foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura, ensaios de dureza e compressão. Em uma segunda etapa, foram realizados tratamentos térmicos em amostras com 69% de porosidade projetada. As peças sinterizadas apresentaram microestrutura martensítica, porosidade interconectada na faixa de 63 a 77%, com boa formação de parede, e superfície rugosa com aderência de partículas de pó não sinterizado. Testes de compressão das amostras sinterizadas mostraram que o módulo de Young variou de 5,36±0,01 a 8,73±0,07 GPa, o limite de escoamento variou de 91,5±0,7 a 170±5 MPa e a resistência mecânica à compressão variou de 106±1 a 219±5 MPa, dependendo da porcentagem de porosidade. O aumento da energia do processo resultou em paredes mais finas, para o mesmo modelo, e também uma porosidade não controlada, interna às paredes das peças, o que reduziu a rigidez e a resistência mecânica das peças. Os tratamentos térmicos feitos nas peças porosas com 69 % de porosidade projetada promoveram mudanças microestruturais, mas não resultaram em aumento das propriedades mecânicas / Abstract: Titanium porous parts have advantages as materials for implants due to their lower modulus of elasticity, which approximates their stiffness to the bone tissue stiffness, making them more appropriate to their biofunction. In this work we present a microstructural characterization and a mechanical property evaluation of porous parts of Ti-6Al-4V produced by selective laser sintering, which is a rapid prototyping technique that consolidates, layer by layer, parts with complex geometry from powder. The porous structures were designed in a CAD program and manufactured in the EOSINT 270 laser-sintering system. The computational models have cubic shape with 15 mm edge and an internal architecture of interconnected pores also with cubic shape. The percentage of porosity was varied in the range from 61 to 76 % by changing the number and size of the porous and the thickness the struts. Powder prealloyed of Ti-6Al-4V was using as raw material. Two energy levels were tested, by varying the process parameters, such as laser power, speed of laser and spacing between laser tracks. The as-sintered samples were characterized by optical and scanning electron microscopy, hardness and compressive tests. Further, thermal treatments were performed on samples with 69% of modeled porosity. The sintered parts presented martensitic microstructure, with interconnected porosities varying from 63-77%, with good formation of struts, and rough surface with adhesion of no-sintered powder particles. The compression tests of as- sintered samples showed the Young's modulus values ranging from 5.36 ± 0.01-8.73 ± 0.07 GPa, the yield strength values ranging from 91.5 ± 0,7-170 ± 5 MPa and the compressive strength values ranging from 106 ± 1-219 ± 5 MPa, depending on the percentage of porosity. Increasing the energy of the process resulted in thinner struts for the same model and also a no-controlled porosity in the internal struts of parts, which reduced the stiffness and the mechanical strength of the parts. Heat treatments performed in the porous parts with 69% porosity promoted microstructurals changes, but did not result in an increase of the mechanical properties / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Helder Anibal Hermini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T09:58:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prado_ValmirRodriguesdo_M.pdf: 6943002 bytes, checksum: 3bd8d644a1b48c49ee23443a9b756276 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A prtotipagem Rápida possibita a produção de modelos físicos de peças, produtos ou ferramentas a partir de modelos ou componentes já existentes. Existem várias técnicas de prototipagem disponíveis, como estereolitografica, a sinterização seletiva a laser, e a impressão 3D, cada uma formando objetos pela deposição de material em camadas sucessivas. A principal aplicação dessa técnica ocorre na industria, com a criação ou duplicação de produtos. Outras áreas, como arte, educação, paleontologia e a medicina na confecção de moldes para implante ou no planejamento cirúrgico, utilizando-se modelos de prototipagem da anatomia produzidos a partir de dados obtidos em exames de imagem, como a tomográfica computadorizada ou a ressonância nuclear magnética. O objetivo deste estudo é descrever as principais aplicações da prototipagem rápida em medicina, com a elucidação de casos clínicos onde o processo foi usado. A prdução de um modelo físico 3D com essa técnica tem sido útil na condução de casos complexos, quando os exames de imagem convencionais são duvidosos ou a formação de uma imagem mental é difícil de se fazer. Esse método também tem contribuído para a redução do tempo cirúrgico, risco de infecção e melhora do resultado estético final / Abstract: Rapid Prototyping enable the production of physical bolt models, products or tools from existing ones. There are several prototyping techniques available like Sthereolithography Selective Laser Sintering and 3D Printing, each of them forming objects by material decomposition layer by layer. The major application of this technique is in industry, with the creation or duplication of new products. Other areas, like art, education, paleontology and medicine also start using this technology. The technique has been used in medicine in the manufacturing of implant molds or in the surgical planning, using prototyping anatomy models produced with acquired data from image exams, like computerized tomography or magnetic resonance. The goal of this study is to describe the major applications of Rapid Prototyping in medicine, with the elucidation of clinical cases where the process were used. The production of a physical 3D model with this technique has been useful in the condition of complex cases, when the conventional image exams are doubtful, or the formation of a mental image is difficult to do. This method also has been contributing for the surgical time reduction, lower infection risk end better final aesthetic result / Mestrado / Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Maria Clara Filippini Ierardi, André Luiz Jardini Munhoz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T11:48:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zavaglia_FelipedeCarvalho_M.pdf: 14473856 bytes, checksum: 25fac84e52ec20bec15f8b33d830a26a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os biomateriais vêm sendo desenvolvidos e utilizados há muito tempo, e, uma questão relevante a se observar, é a conformação destes materiais para a confecção de produtos. Um novo conceito surge com a prototipagem rápida. Como os componentes do organismo humano são únicos e distintos, as tecnologias modernas de prototipagem rápida e personalização de implantes se destacam em importância. O uso de prototipagem rápida está relacionado normalmente à produção indireta de próteses e outras soluções médicas; no entanto, estudos recentes tem sido feitos com o objetivo de se utilizar as técnicas de prototipagem rápida diretamente com os biomateriais. O objetivo do presente pesquisa foi sintetizar e caracterizar a biocerâmica de beta fosfato tricálcico (ß-TCP) para aplicações em três tipos de casos de implantes. O procedimento experimental constou da síntese do ß-TCP e caracterização através de microscopia eletrônica de varredura, avaliação da distribuição granulométrica, espectroscopia de fluorescência de raios X e difração de raios X. Foram preparados, com essa biocerâmica, implantes de formatos simples (como pequenos discos), através da conformação por prensagem uniaxial e sinterização. A preparação dos grânulos de ß-TCP e ligantes foi feita de duas maneiras: manualmente e através de equipamento spray dryer. Após essa preparação dos grânulos foi realizada a prototipagem rápida, com sucesso, de pequenos corpos de prova em equipamento 3D Printer. O ß-TCP sinterizado também foi utilizado, através da técnica PVD (deposição física a vapor) para revestir implantes macro porosos de titânio metálico, obtidos por outro equipamento de prototipagem rápida (sinterização de metais direta a laser). Os resultados obtidos neste trabalho foram satisfatórios, demonstrando que as técnicas desenvolvidas de utilização do ß-TCP pode levar a obtenção de implantes úteis no tratamento de pessoas com problemas de pequenos defeitos ósseos / Abstract: Biomaterials have been developed and used for a long time, and a relevant question is about conformation of these materials for products confectioning. A new concept arises with rapid prototyping. Due to the components of human organism being single and distinct, modern techniques of rapid prototyping and implants personalization stand highly. The use of Rapid prototyping is usually related to indirect production of prosthesis and other medical solutions, however, recent studies have been done with the goal to use rapid prototyping techniques directly with biomaterials. The present research goal was to synthesize and characterize beta tricalcium phosphate (ß-TCP) for application in three types of implants. The experimental procedure consisted in the synthesis of ß-TCP and its characterization by scanning electronic microscopy, granulometric distribution evaluating, x-ray fluorescence spectroscopy and X-ray diffraction. Simple structures were prepared with this bioceramic by axial pressing and sintering. The preparation of ß-TCP granules with binder was done in two ways: manually and by spray drying equipment. After granules preparation, rapid prototyping was performed with success of small specimens with a Zcorp 3D Printer equipment. The sintered ß-TCP was also used for coating macro porous metallic titanium implants obtained by other rapid prototyping equipment, (direct metal laser sintering) using PVD technique (physical vapor deposition). The present results were satisfactory, showing that the techniques developed for ß-TCP can lead to useful implants for small bone defects / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: João Maurício Rosário / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T16:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AmayaHurtado_Dario_D.pdf: 5192765 bytes, checksum: 89d3ef5674348dbdd917c1bb3df3b85d (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Com o avanço da tecnologia têm sido incrementados a complexidade dos sistemas de produção industrial. Essa complexidade está marcada pela interação das variáveis que respondem a uma dinâmica baseada em eventos discretos e as variáveis que são descritas em relação ao tempo. Isto levou para uma mudança no paradigma dos sistemas automáticos de controle industrial, onde tradicionalmente essas dinâmicas são analisadas de maneira independente, para propor uma estratégia de modelagem e controle na que levem em consideração a interação das duas dinâmicas constituindo um sistema de dinâmica hibrida. Neste trabalho se desenvolve uma proposta de modelagem e controle para sistemas que respondem a uma dinâmica de arquitetura híbrida. A proposta esta baseada no recente formalismo desenvolvido como método de integração para Equações diferenciais ordinárias, denominado sistema de estado quantificado (QSS), que foi utilizado na discretização das variáveis de estado que descrevem a dinâmica continua de um sistema. Além disso, foi utilizado o formalismo de especificação de eventos discretos (DEVS), com o proposito de representar a dinâmica regida pela ocorrência de eventos e a interação com a dinâmica regida em relação ao tempo em um único modelo, permitindo projetar estratégias de controle. Com o proposito de validar a proposta, foram realizados dois estudos de caso aplicados em um processo de manufatura industrial, levando em consideração sua arquitetura dinâmica híbrida permitindo a implementação em sistemas embarcados utilizando o conceito da prototipagem rápida / Abstract: With the advancement of technology has been enhanced complexity of industrial production systems. This complexity is characterized by the interaction of variables that respond to a dynamic and discrete event based on the variables that are described in relation to time. This led to a paradigm shift in industrial automatic control systems, where traditionally these dynamics are analyzed independently, to propose a strategy for the modeling and control that take into account the dynamic interaction of the two forming a hybrid dynamic system. In this work a proposed modeling and control systems that respond to a dynamic hybrid architecture. The proposal is based on the formalism recently developed as a method of integration for ordinary differential equations, called quantified state system (QSS), which was used in the discretization of state variables that describe the dynamics of a system continues. In addition, we used the formalism of discrete event specification (DEVS) with the purpose of representing the dynamics governed by the occurrence of events and interaction with the dynamics governed over time in a single model, allowing to design control strategies. In order to validate the proposal, were carried out two case studies used in a process of industrial manufacturing, taking into account its dynamic hybrid architecture allowing the implementation in embedded systems using the concept of rapid prototyping / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

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

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2015-12-09T10:45:21Z No. of bitstreams: 1 miriamcarladonascimentodias.pdf: 10021196 bytes, checksum: 7f0a142db8737511c376c9786a6a1d41 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2015-12-09T13:48:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 miriamcarladonascimentodias.pdf: 10021196 bytes, checksum: 7f0a142db8737511c376c9786a6a1d41 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-09T13:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 miriamcarladonascimentodias.pdf: 10021196 bytes, checksum: 7f0a142db8737511c376c9786a6a1d41 (MD5) Previous issue date: 2015-08-04 / Baseado no conceito de acessibilidade espacial e seus elementos componentes de comunicação, orientação espacial, circulação e utilização, esta pesquisa tem como objetivo o desenvolvimento de um protótipo de aplicativo móvel capaz de associar a tecnologia de geolocalização com a leitura de QR Code, a fim de tornar-se uma ferramenta auxiliar nas ações de acessibilidade, com seu referencial teórico baseado em pesquisas sobre a Tecnologia Mobile, acessibilidade universal e prototipagem, visando facilitar a acessibilidade dentro de um ambiente universitário. O método utilizado incluiu avaliação e registro das condições ambientais e da acessibilidade no campus da UFJF, o que permitiu a atualização dos mapas existentes e uma pré-marcação dos pontos referenciados para geolocalização e recomendação de possíveis rotas para caminhantes, aplicação de QR Code para fins de endereçamento e utilização de pictogramas, voltados para facilitar a visualização e interpretação das informações. Esta pesquisa visa contribuir, através dos resultados dos levantamentos e análises, com a implementação de um programa de acessibilidade para o Campus da UFJF, proporcionando para os seus usuários, independente de serem pessoas com ou sem deficiência física ou mobilidade reduzida: estrangeiros, visitantes ou nativos, condições igualitárias para se orientar em ambiente construído e para localizar nos edifícios, os acessos, equipamentos urbanos e as melhores rotas para chegar em seu destino. Foi desenvolvido um protótipo denominado Alfa que permitiu analisar a importância do uso da tecnologia da informação para a acessibilidade espacial e comparar as formas atuais de endereçamento em um campus universitário com as possibilidades vislumbradas com o advento tecnológico, portanto, acredita-se que os objetivos desta dissertação foram alcançados, deixando a proposta de desenvolvimento do protótipo Beta para que os resultados sejam vislumbrados em sua plenitude. / Based on the concept of spatial accessibility and its component elements of communication, spatial orientation, movement and use, this research aims to develop a mobile application prototype able to associate geolocation technology to read QR Code, in order to become an auxiliary tool in the accessibility shares with his theoretical framework based on research on Mobile Technology, universal accessibility and prototyping, to facilitate accessibility of a university setting. The method used included evaluation and record environmental conditions and accessibility on campus UFJF, which allowed the updating of existing maps and a pre-marking of the points referred to geolocation and recommendation of possible routes for walkers, applying QR Code for purposes addressing, and use of pictograms, meant for easy viewing and interpretation of information. This research aims to contribute through the results of surveys and analyzes, with the implementation of an accessibility program for the Campus UFJF, providing to its users, whether they are people with or without disabilities or reduced mobility: foreigners, visitors or native, equal conditions for guidance in the built environment and to locate buildings, accesses, urban equipment and the best routes to arrive at your destination. We developed a prototype called Alfa that allowed to analyze the importance of the use of information technology for space access and compare the current ways of addressing on a college campus with the possibilities glimpsed with the technological advent, so it is believed that the objectives of this dissertation were achieved, leaving the Beta prototype development proposal for the results to be glimpsed in its fullness.