Ressonância Magnética Nuclear aplicada à inspeção não-destrutiva de laminados compósitos...

Uma profunda pesquisa bibliográfica recentemente conduzida permitiu inferir uma carência quanto ao número de técnicas de inspeção não-destrutiva in vivo da integridade estrutural de implantes em humanos confeccionados com biomateriais compósitos fibrosos de matriz polimérica exibindo altíssimo desempenho mecânico e eficiência estrutural. De fato, apenas uma técnica com base em ondas acústicas (Yang et al., 2012) foi proposta até o presente momento exclusivamente com tal intento. O desenvolvimento de novas técnicas seguras, confiáveis e precisas de monitoramento in loco de integridade destes implantes tecnologicamente mais avançados. Estas haveriam de ser rapidamente implementadas e utilizadas nos casos da ocorrência de potenciais falhas decorrentes da própria funcionalidade e do meio em que opera os dispositivos implantados (ou seja, término da vida útil do mesmo), bem como em situações de danos causados por eventos inesperados a que eles estão sujeitos em serviço (por exemplo, quedas do paciente, acidentes envolvendo impacto, movimentação esquelética do usuário fora dos padrões previamente estabelecidos, levando ao comprometimento do implante). Em ambas as circunstâncias as propriedades mecânicas destes elementos estruturais podem ser drasticamente reduzidas com claros prejuízos ao indivíduo que deles se utiliza. Podese inclusive prever que o desenvolvimento de técnicas de avaliação in vivo destes implantes estruturais poliméricos reforçados com fibras cerâmicas haverão de possibilitar não só a detecção de danos causados pela simultaneidade da ação degradatória dos fluidos corporais e dos carregamentos mecânicos (sejam eles estáticos, cíclicos/fadiga e dinâmicos/impacto) a que estão sujeitos em condições de serviço, mas também a caracterização (identificação) e a quantificação dos mesmos. De acordo com experiências prévias do orientador, o Imageamento por Ressonância Magnética Nuclear (IRMN) apresenta um excelente potencial para a obtenção de diagnósticos rápidos, indolores e confiáveis quanto à integridade estrutural de implantes estruturais confeccionados com biomateriais compósitos poliméricos fibrosos não-magnéticos. Neste trabalho, dois tipos de laminados compósitos poliméricos reforçados com fibras continuas de carbono, um de matriz termorrígida (epóxi) e outro de matriz termoplástica (poli-sulfeto de fenileno-PPS) e um laminado compósito polimérico de matriz termofixa epoxídica reforçada com fibras contínuas de vidro serão submetidos à inspeção por IRMN após fraturamento mecânico intencional realizado sob condições bem controladas, e subsequente exposição a uma solução simuladora de fluidos corporais. Desta forma, vislumbrou-se a possibilidade da técnica na estimativa da vida residual do implante estrutural por intermédio da análise e da interpretação dos correspondentes imageamentos RMN, incluindo inferência da eventual extensão da vidaútil do dispositivo.

Título em Inglês

Nuclear magnetic ressonance applied to nondestructive analysis of polymer composites laminates for cirugical structural implants on humans

Palavras-chave em Inglês

Mechanical Damages
Nuclear magnetic resonance imaging
Human structural implant
Non-destructive inspection
Polymer composite laminate

Resumo em Inglês

A detailed literature research recently conducted by these researchers allowed inferring an extraordinary lack in the number of in-vivo inspection techniques of structural integrity of implants on humans made by fiber composites biomaterials of polymer matrices, showing high mechanic performance and structural efficiency. Indeed, only one technique based on acustic waves was proposed until this moment, just to this objective. The development of new safe techniques, trustful and precise of monitoring in-loco of the integrity of these high-tech implants have to be implanted quickly as possible and used on cases of high potential of failure, due to the functionality of the external enviroment of the device, as well in damage caused by unexpected events. In both cases, the mechanical properties of these structural elements can be drastically reduced with clear damages to the individual that is using the respective implant. In accordance the previous experience of the coordinator of this project, the technique of imaging by nuclear magnetic ressonance show a great potential of obtaining quick, painless and trustful diagnostics, to the structural integrity of structural implants made of non-magnetic fibrous polymer composites biomaterials. In this work, two types of polymer composites, reinforced with continue carbon fibers, one with a termorigid matrix (epoxy) e another termoplastic (poly-sulfide of phenylen-PPS), and a laminate polymer composite of epoxy thermofixed reinforced with continuous glass fibers will be submitted to analysis by Nuclear Magnetic Ressonance Imaging (NMRI) after intentional mechanical fracturing made in controlled situations, and afterwards a exposure to fluid that will simulate corporal fluids. This way, it will be possible to catch a glimpse of the possibility to estimate the residual life of the implant by means of analysis and interpretation of the corresponding NMRI images, or see the extension of useful life of the device in the most favorable cases.

Arquivos

AVISO - A consulta a este documento fica condicionada na aceitação das seguintes condições de uso:
Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome(s) do(s) autor(es) do trabalho.

Alves_Carine_tcc.pdf (2.78 Mbytes)

Data de Publicação

2018-12-13

Número de visitas

480

Número de downloads

269