Design e avaliação de metamateriais para impressão 3D de aneurisma aórtico. - Sakai, Arthur Kenji Furuko (2024)
Neste trabalho foram estudados materiais poliméricos e metamateriais para obtenção de um modelo anatômico com características mecânicas representativas do comportamento da aorta saudável ou com aneurisma utilizando a tecnologia Polyjet. Foram avaliados o módulo de elasticidade, tensão mecânica e deformação dos materiais em testes de tração uniaxial e determinadas a complacência e elasticidade em modelos cilíndricos. Os materiais utilizados foram da família Vero (rígidos), Agilus30 (flexível) e da família Digital Anatomy, impressos com a impressora J750 Digital Anatomy Printer. Alguns metamateriais foram projetados utilizando o processo de tesselação de unidades celulares inseridos como reforço nas amostras impressas, visando alterar o comportamento mecânico. Estes elementos de reforço foram criados/projetados no 3-matic®. Foram avaliados reforços considerando os designs do tipo: corrente, entrelaçado (que dependem de movimento entre os elos), origami, cristal de diamante (que dependem da deformação) e helicoides (que buscam mimetizar a estrutura da parede aórtica). Os resultados dos testes de tração indicam que o uso de material flexível sem reforço com matriz de Tissue600 é adequado para reproduzir a tensão da aorta saudável a 20% de deformação, com tensão entre 0,4 e 0,5 MPa, e módulo de elasticidade fisiológico, com valor de 0,38 ± 0,01 MPa. A tensão da parede do aneurisma pode ser melhor reproduzida com o metamaterial de matriz de Tissue600 e reforço de osso pouco denso. A complacência da aorta pode ser reproduzida com a utilização de matriz de Agilus30 (SH-A30) e reforço de cristal de diamante (SH-A70). O modelo 3D de aorta com aneurisma abdominal foi gerado após segmentação utilizando-se Agilus30 (SH-A30) na região saudável e adição de reforço de cristal de diamante (SH-A70) na região do aneurisma.