Scaffold de alumina obtido por fabricação por filamento fundido
Resumo
A engenharia de tecidos tem como objetivo substituir os tecidos e órgãos afetados, por meio de estruturas conhecidas como scaffolds. Os biomateriais e a engenharia de tecidos podem ser aplicados na substituição de tecidos, através da utilização de materiais biocompatíveis, bioativos e biodegradáveis, manufaturados em diferentes configurações. Não apenas na saúde, mas também na indústria petroquímica, as cerâmicas porosas são amplamente utilizadas por aumentarem a eficiência catalítica, pela capacidade de mimetizar a porosidade de sistemas naturais, além de fornecer área superficial adequada, entre outras vantagens. Assim, é necessária a produção de estruturas porosas complexas, com porosidade controlada, o que pode ser feito por meio dos processos de manufatura aditiva, por ser um método rápido e que permite a obtenção de peças com alta complexidade. Com o propósito de obtermos uma estrutura tridimensional, para aplicação na saúde e na indústria química, scaffolds de alumina com PEBD, alumina com ABS e alumina com PLA foram produzidos pelo método de fabricação por filamento fundido (FFF). Foi utilizado o processo de extrusão para a obtenção do fio de impressão, composto pela mistura polímero e cerâmica (com e sem ácido esteárico) e que, em seguida, foi utilizado para a impressão dos scaffolds. As micrografias dos filamentos permitiram identificar que, a presença de ácido esteárico, na quantidade de 9,0 % em peso, permitiu uma maior interação do polímero com as partículas cerâmicas e reduziu a viscosidade da mistura. A etapa de impressão 3D dos filamentos foi possível de ser realizada com todas as misturas. O processo de extração do veículo orgânico (debinding) das misturas com PEBD, ABS e PLA, foi satisfatório, com características de compactação ideais, boa interação entre as camadas depositadas, apresentando uma estrutura resistente mesmo com porosidade elevada, sem a presença de defeitos. Entretanto, deve-se levar em consideração que, a mistura com ABS apresentou melhores propriedades de desempenho em todas as etapas do trabalho realizado, sem presença de defeitos, com facilidade de processo de impressão, pré-sinterização com resistência na estrutura e uma sinterização com uma microestrutura microporosa satisfatória. O PEBD, um polímero de baixo custo, mas pouco utilizado na impressão, apresentou dificuldade na extrusão dos filamentos e na impressão, porém apresentou uma porosidade elevada que, de acordo com estudos já realizados, é adequada para aplicação biomédica. Para a obtenção de scaffolds é necessário obedecer às etapas de processo, para que a consolidação final da peça cerâmica possa ser obtida. É necessário salientar que, para estudos futuros, uma análise biológica é necessária, de modo a serem obtidos resultados de eficiência da porosidade no crescimento celular, bem como em aplicações catalíticas. A otimização de fatores como a presença de aditivos, temperaturas utilizadas e tempos de permanência nestas temperaturas, permitem a obtenção de peças cada vez mais resistentes, com propriedades adequadas para cada aplicação. [resumo fornecido pelo autor]