Desenvolvimento de um disco intervertebral de silicone para a simulação em um biomodelo de coluna - Rodrigues, Stéfanny Guimarães (2021)
A coluna vertebral é uma estrutura óssea que abriga a medula espinhal e estende o comprimento das costas, conectando a cabeça à pelve. Pode ser separado em cinco seções distintas, a coluna cervical, a coluna torácica, a coluna lombar, o sacro e o cóccix, todos compostos por vértebras ósseas independentes e discos intervertebrais. A dor nas costas é um grande problema de saúde nas sociedades. Essa dor nas costas está fortemente associada à degeneração e lesão do disco intervertebral, ocorrendo devido ao aumento de tensões, distensões e torções. Vários fatores promovem a degeneração do tecido além do desgaste, como predisposição genética, transporte prejudicado de metabólitos, níveis alterados de atividade enzimática, senescência e morte celular, alterações nas macromoléculas da matriz e no conteúdo de água, osteoartrite, falha estrutural e neurovascular, crescimento. Alguns indivíduos podem sofrer desta doença muito mais cedo do que a norma, dependendo da gravidade de suas deficiências genéticas e do estilo de vida. O objetivo deste trabalho é pesquisar sobre o funcionamento do disco intervertebral, compreendendo como exerce suas funções no corpo humano. Estudar sobre a aplicação do silicone na biomedicina. Desenvolver um disco intervertebral de silicone para a simulação de uma cirurgia em um biomodelo de coluna. Nos materiais e métodos utilizamos um biomodelo virtual já confeccionado dentro dos parâmetros anatômicos do corpo humano como referência para realizar os desenhos das vértebras e do disco intervertebral. Com o desenho pronto foi realizada a impressão dos discos intervertebrais em PLA através de uma impressora 3D. Os modelos dos corpos de prova foram desenhados e posteriormente impressos em PLA pela impressora 3D. Após está etapa foi realizada a confecção dos discos intervertebrais e dos corpos de prova em silicone. Os corpos de prova passaram por testes de tração e de compressão a fim de conhecer o comportamento mecânico do silicone utilizado. O disco intervertebral de silicone foi utilizado na simulação de uma cirurgia de substituição de disco intervertebral em um biomodelo de coluna físico. Nos resultados observamos que os discos intervertebrais feitos com a borracha de silicone Poli Z e com a borracha de silicone Poli N, se comportaram como previsto pelo fabricante, gerando discos elásticos e resistentes. No ensaio de compressão e tração foi possível notar que o material se comportou bem abaixo do esperado comparado com a literatura. Através da simulação da cirurgia identificou que o disco intervertebral de silicone apresentou compatibilidade dimensional com o disco original. Diante dos resultados é possível concluir que nenhum dos silicones escolhidos é viável para implante na coluna vertebral, devido não suportarem os esforços necessários, não eliminando assim a viabilidade da utilização de um disco intervertebral de silicone para substituição do disco intervertebral natural.