Projeto, fabricação e avaliação de implantes craniofaciais personalizados: proposta de utilização de materiais combinados / Design, production and evaluation of customized craniofacial implants: an approach on the use of different materials

Um material adequado para a reconstrução óssea craniofacial deve ser simples de implantar, possuir forma adequada, resistência à fratura e à deformação similares ao osso original, ser eventualmente substituído por osso natural, ser largamente disponível e não possuir um custo muito elevado. Baseado no fato de que um material com todas estas características ainda não está disponível atualmente, torna-se importante buscar novos materiais, novas composições e novas conformações. Diferentes biomateriais são utilizados atualmente para cirurgias de reconstrução craniofacial, cada um apresentando suas vantagens e limitações. Entre eles destacam-se o titânio, o polimetilmetacrilato e os cimentos de fosfato de cálcio. O titânio apresenta difícil conformação; o polimetilmetacrilato polimeriza-se por meio de uma reação exotérmica, podendo causar necrose de tecidos adjacentes ao implante; o cimento de fosfato de cálcio, por sua vez apresenta certa fragilidade, característica de alguns materiais cerâmicos. Neste sentido, este estudo examinou diferentes materiais utilizados para reconstrução craniofacial e suas propriedades mecânicas quando submetidos a ensaios de flexão, como o polimetilmetacrilato, o cimento de fosfato de cálcio e o cimento de fosfato de cálcio reforçado com titânio. Foi verificada a melhoria de propriedades mecânicas do cimento de fosfato de cálcio quando reforçado com malha de titânio. Além disso, este estudo apresenta uma técnica para o projeto e fabricação de implantes craniofaciais personalizados utilizando cimento de fosfato de cálcio reforçado com titânio, validada através de quatro casos de indicação cirúrgica de reconstrução craniofacial.

A material suitable for craniofacial reconstruction must be easy to implant, have the appropriate shape, have the strength and deformation similar to the original bone, be eventually substituted for natural bone, be widely available and present affordable costs. As such as material, with all theses characteristics is still not available, it is important to search for new materials, new compositions and new design. Different biomaterials are used nowadays for craniofacial reconstruction surgeries, each one presenting its advantages and limitations. Among these materials are the titanium, the poli(methilmetacrilate) and the calcium phosphate cements. Titanium presents hard conformation; poli(methilmetacrilate)’s polymerization reaction is exothermic, which may cause necrosis of the adjacent tissues; calcium phosphate cement is brittle, an usual characteristic of ceramic materials. In this way, this study evaluated different materials used for craniofacial reconstruction and its mechanical properties when submitted to bending test, such as poli(methilmetacrilate), calcium phosphate cement and calcium phosphate cement reinforced with titanium. It was verified the improvement in the mechanical properties of the calcium phosphate cement when reinforced with titanium mesh. In addition, this study presents a method for design and manufacturing of customized craniofacial implants using calcium phosphate cement reinforced with titanium mesh, validated through four cases of craniofacial reconstruction surgery indication.

Método alternativo para fabricação de cabeça femoral cerâmica para próteses de quadril / Alternative manufacture method for ceramic femoral ball head applied in hip prostheses

O aumento da expectativa de vida da população e o crescente número de acidentes automobilísticos com lesões graves têm aumentado mundialmente o número de cirurgias de artroplastia total de quadril. A maior parte das cirurgias ortopédicas realizadas utiliza próteses com articulação cabeça/acetábulo tipo metal/polímero que tem demonstrado altos índices de falhas. A falha de um implante de quadril geralmente está associada ao processo de desgaste na articulação que libera partículas dos materiais envolvidos, causando reações biológicas de infecção e a perda de fixação do implante. Alumina tem sido utilizada com sucesso como cabeça femoral na indústria biomédica mundial. No entanto para a conformação de esferas cerâmicas, tem-se recorrido quase que sem exceção à prensagem isostática a quente, que exige alto custo em equipamentos e operação. Este estudo apresenta um processo alternativo de conformação de cabeças femorais cerâmicas. Este novo processo de fabricação de cabeças femorais cerâmicas para prótteses de quadril apresenta redução de custo considerável em comparação com a prensagem isostática a quente. O objetivo é apresentar um processo que permita chegar próximo ao formato final da peça. Isto traz como benefício redução de volume de material removido por desgaste e polimento promovendo aumento da produtividade. Aqui alguns critérios de seleção da alumina, complexidade do componente e viabilidade de execução foram abordados Neste trabalho foi possível a fabricação de componentes de quadril via processo de prensagem flutuante de duplo efeito. Os corpos cerâmicos obtidos apresentaram propriedades que satisfazem às exigências da norma ABNT NBR-ISO 6474 em termos de densificação, tamanho médio de grão e resistência mecânica.