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Campo DCValorLengua/Idioma
dc.creatorCampos, Felipe dos Anjos Rodrigues-
dc.date.accessioned2025-11-10T14:19:12Z-
dc.date.available2025-11-10T14:19:12Z-
dc.date.issued2025-10-10-
dc.identifier.citationRODRIGUES CAMPOS, Felipe dos Anjos. Revestimento de polímeros termoplásticos com cerâmicas bioativas para aplicação em implantes ortopédicos [recurso eletrônico] :estudo das propriedades mecânicas, químicas e biológicas segundo parâmetros de processamento. 2025. 188 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.5058.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/47628-
dc.description.abstractThe growing demand for low-cost, customized orthopedic implants has spurred the development of new technologies for manufacturing and functionalizing biomaterials. This thesis investigated two innovative methods for coating thermoplastic polymers with bioactive ceramics—intermittent compressed air jetting and powder bed annealing—for applications in orthopedic implants produced by additive manufacturing. Both processes were applied to polylactic acid (PLA) parts 3D printed using the Fused Filament Fabrication (FFF) process, evaluating the effects of printing and coating parameters on the mechanical, chemical, and biological properties of the components. Jetting used a continuous flow of hot air combined with intermittent jets of compressed air containing hydroxyapatite (HA) particles, allowing for surface incorporation of the particles. Powder bed annealing consisted of immersing the samples in submicron HA particles and subsequently heating them close to the polymer's melting temperature, promoting adhesion by diffusion. Mechanical tests (flexural, impact, hardness, and rebound hammer), chemical analyses (SEM/EDS, FTIR, contact angle), and in vitro cytotoxicity and osteogenic differentiation tests were performed to characterize the performance of the coatings and substrates. The results indicated that both methods enable the deposition of adherent bioactive layers, although only powder bed annealing demonstrated increased hydrophilicity and maintenance of adequate mechanical properties. The method also stands out for its uniformity and greater coating thickness, with compressed air jetting standing out negatively due to its difficulty of execution and deleterious thermal damage to the sample geometry. Biological tests confirmed the absence of cytotoxicity and the stimulation of osteogenic differentiation, demonstrating the clinical potential of the techniques. It can be concluded that the proposed processes represent low-cost alternatives compatible with resorbable polymers, with potential for integration into production processes for customized orthopedic implants. It is recommended to continue studies focusing on parametric optimization, durability assessment under simulated conditions and in vivo validation.pt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 United States*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/us/*
dc.subjectImplantes ortopédicospt_BR
dc.subjectOrthopaedic implantspt_BR
dc.subjectPLApt_BR
dc.subjectHidroxiapatitapt_BR
dc.subjectHydroxyapatitept_BR
dc.subjectRecozimento em leito de pópt_BR
dc.subjectPowder bed annealingpt_BR
dc.subjectJateamento cerâmicopt_BR
dc.subjectCeramic jettingpt_BR
dc.subjectManufatura aditivapt_BR
dc.subjectAdditive manufacturingpt_BR
dc.titleRevestimento de polímeros termoplásticos com cerâmicas bioativas para aplicação em implantes ortopédicos: estudo das propriedades mecânicas, químicas e biológicas segundo parâmetros de processamentopt_BR
dc.title.alternativeCoating of thermoplastic polymers with bioactive ceramics for application in orthopedic implants: study of mechanical, chemical and biological properties according to processing parameterspt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor-co1Castro Filice, Letícia de Souza-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9213076488588229pt_BR
dc.contributor.advisor1Machado, Álisson Rocha-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0203667980247686pt_BR
dc.contributor.referee1Silva, Leonardo Rosa Ribeiro da-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7676004124949982pt_BR
dc.contributor.referee2Silva Junior, Washington Martins da-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2993173987424895pt_BR
dc.contributor.referee3Soares Junior, Paulo Cesar-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1069616863844738pt_BR
dc.contributor.referee4Menezes, Romualdo Rodrigues-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/1169292996645931pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2028604721240846pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoA crescente demanda por implantes ortopédicos personalizados e de baixo custo tem estimulado o desenvolvimento de novas tecnologias de manufatura e funcionalização de biomateriais. Nesta tese, foram investigados dois métodos inovadores para o revestimento de polímeros termoplásticos com cerâmicas bioativas — o jateamento intermitente com ar comprimido e o recozimento em leito de pó — visando aplicações em implantes ortopédicos produzidos por manufatura aditiva. Ambos os processos foram aplicados a peças de ácido polilático (PLA) impressas em 3D pelo processo Fused Filament Fabrication (FFF), sendo avaliados os efeitos de parâmetros de impressão e de revestimento sobre as propriedades mecânicas, químicas e biológicas dos componentes. O jateamento utilizou fluxo contínuo de ar quente combinado a jatos intermitentes de ar comprimido contendo partículas de hidroxiapatita (HA), permitindo a incorporação superficial dos particulados. O recozimento em leito de pó consistiu na imersão das amostras em partículas submicrométricas de HA e posterior aquecimento próximo à temperatura de fusão do polímero, favorecendo a adesão por difusão. Ensaios mecânicos (flexão, impacto, dureza e esclerometria), análises químicas (MEV/EDS, FTIR, ângulo de contato) e testes in vitro de citotoxicidade e diferenciação osteogênica foram realizados para caracterizar o desempenho dos revestimentos e dos substratos. Os resultados indicaram que ambos os métodos possibilitam a deposição de camadas bioativas aderentes, embora apenas no recozimento em leito de pó tenha ocorrido comprovado aumento da hidrofilicidade e manutenção de propriedades mecânicas adequadas, além do método se destacar pela uniformidade e maior espessura do revestimento, com o jateamento destacando-se negativamente pela dificuldade de execução e dano térmico deletério à geometria das amostras. Os testes biológicos confirmaram a ausência de citotoxicidade e o estímulo à diferenciação osteogênica, evidenciando o potencial clínico das técnicas. Conclui-se que os processos propostos representam alternativas de baixo custo e compatíveis com polímeros reabsorvíveis, com potencial para integração em fluxos produtivos de implantes ortopédicos personalizados. Recomenda-se a continuidade dos estudos com foco em otimização paramétrica, avaliação de durabilidade em condições simuladas e validação in vivo.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.sizeorduration188pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAOpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.5058pt_BR
dc.orcid.putcode196588816-
dc.crossref.doibatchide0a70c0a-31de-4148-8e22-de40b9adf453-
dc.subject.odsODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.pt_BR
Aparece en las colecciones:TESE - Engenharia Mecânica

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