PT104247A - Processo e equipamento de fabrico rápido por bioextrusão - Google Patents
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Abstract
A PRESENTE INVENÇÃO RELATA UM NOVO PROCESSO E EQUIPAMENTO PARA FABRICO RÁPIDO POR BIOEXTRUSÃO, DESTINADO À PRODUÇÃO DE MATRIZES DE SUPORTE (SCAFFOLDS) MONO E MULTI MATERIAL CONTENDO OU NÃO CÉLULAS E FACTORES DE CRESCIMENTO E DESTINADA A APLICAÇÕES MÉDICAS NO CAMPO DA ENGENHARIA DE TECIDOS. A OBTENÇÃO DAS MATRIZES DE SUPORTE É EFECTUADA ATRAVÉS DO PRINCÍPIO DE EXTRUSÃO DE UM OU MAIS MATERIAIS (BIOPOLÍMEROS SINTÉTICOS E NATURAIS, BIOCERÂMICOS E BIOCOMPÓSITOS CERÂMICO/POLÍMERO), MEDIANTE UMA ESTRATÉGIA DE FABRICO CAMADA A CAMADA. A CARACTERÍSTICA DE MAIOR INOVAÇÃO DESTE EQUIPAMENTO É A POSSIBILIDADE DE EXTRUDIR MÚLTIPLOS MATERIAIS ATRAVÉS DE UMA CABEÇA DE EXTRUSÃO ROTATIVA PODENDO PROCESSAR MATERIAIS COM ALTA, MÉDIA OU BAIXA VISCOSIDADE E EM REGIME DE TEMPERATURAS BAIXAS OU ALTAS, PERMITINDO AINDA A IMPRESSÃO DIRECTA DE CÉLULAS. O SISTEMA TEM INCORPORADO UM MECANISMO AUTOMÁTICO DE ESTERILIZAÇÃO.
Description
Descrição
Processo e Equipamento de Fabrico Rápido por Bioextrusão • Campo da invenção e estado da arte A engenharia de tecidos é um domínio científico multidisciplinar, que visa a produção de substitutos biológicos para restaurar, manter ou melhorar a função de um tecido ou órgão. A estratégia mais importante em engenharia de tecidos envolve a deposição de células sobre matrizes de suporte biocompatíveis e biodegradáveis. Esta estratégia permite a manipulação experimental a três níveis com o objectivo de se obterem estruturas optimizadas: células, os materiais utilizados no fabrico de matrizes de suporte (scaffolds) e o processo de fabrico.
Um dos elementos fundamentais na estratégia anteriormente mencionada são as matrizes de suporte que servem para acomodar e estimular o crescimento de forma organizada de um tecido desempenhando várias funções importantes: • Permitem adesão, proliferação e diferenciação de células. • Podem conter factores de crescimento. • Permitem a difusão de nutrientes e oxigénio.
Essas estruturas são responsáveis pela criação de um ambiente mecânico e biológico adequado a regeneração de tecidos de forma organizada devendo para isso satisfazer um conjunto de requisitos biológicos e mecânicos.
Os principais requisitos biológicos são: • Biocompatibilidade e biodegradabilidade - as matrizes devem ser produzidas com materiais não tóxicos e os seus produtos de degradação devem ser igualmente não tóxicos. • Taxas de degradação controlada - as matrizes devem possuir uma taxa de degradação controlável e ajustável a taxa de regeneração dos tecidos, assim como apropriada porosidade, topologia de poros, distribuição de poros e elevada interconectividade entre poros permitindo a adesão celular e facilitando a vascularização. • Capacidade para o transporte de sinalizadores biomoleculares.
Os principais requisitos mecânicos são: • As matrizes devem ter adequadas propriedades mecânicas. • Devem ser facilmente esterilizáveis. • Superficialmente devem apresentar micro-porosidade para facilitar a adesão celular. Várias são as técnicas desenvolvidas para a produção dessas estruturas. As técnicas designadas por convencionais (lixiviação, liofilização, electrospinning, etc.) envolvem diferentes processos de obtenção de estruturas de elevada porosidade tendo sido as primeiras a serem utilizadas em engenharia de tecidos. Embora simples, estas técnicas não permitem no entanto um controlo preciso sobre as dimensões, geometria, distribuição dos poros, e não garantem a sua interconectividade não sendo por isso adequadas a produção de matrizes 3D. Por outro lado, são técnicas laboriosas envolvendo em regra a utilização de solventes que podem ser tóxicos para as células, sendo preferencialmente utilizadas para a produção de matrizes em material polimérico.
As técnicas aditivas largamente utilizadas em termos industriais têm vindo a ser encaradas como alternativas bastante fiáveis para o fabrico de matrizes para a engenharia de tecidos. Estas técnicas (estereoiitografia, sinterização selectiva por laser, impressão 3D, etc.) permitem a obtenção directa de matrizes com geometria controlada, uniformidade de distribuição de poros, interconectividade entre poros não necessitando de grande intervenção humana nem utilizando solventes orgânicos. No entanto, estes sistemas continuam a apresentar significativas limitações: • Reduzida gama de materiais por equipamento/técnica, utilizados de forma individual. • Elevados custos associados ao processo/equipamento. • Temperaturas de processamento elevadas. • Impossibilidade de produção de matrizes com gradientes funcionais (não são processados vários tipos de materiais em simultâneo e biologicamente activos).
Neste contexto, propõem-se nesta patente um novo processo de fabrico rápido, que visa colmatar algumas das limitações anteriormente mencionadas ao permitir a produção de estruturas biocompativeis e biodegradáveis multi-material, com gradientes funcionais e biologicamente activas. A produção das estruturas é possível através de uma estratégia de processamento multi-material com uma larga gama de pressões e em regime de temperaturas altas ou baixas, possibilitando a inclusão de células, factores de crescimento e fármacos. A combinação dos elementos referidos anteriormente sem alteração das condições de processamento e possibilitando a extrusão de diversos materiais, permite produzir uma infinidade de unidades estruturais com as características mecânicas e biológicas desejadas para aplicações médicas no campo da Engenharia de Tecidos.
Breve descrição do processo A produção das matrizes de suporte através do processo de bioextrusão engloba várias etapas que se descrevem de seguida (Figura 1/12): • Captura de dados (Tomografia, Ressonância Magnética, Ultrasonografia, etc.). • Geração do modelo CAD. • Geração do modelo STL ou PLY. • Decomposição do modelo em fatias, baseado em ficheiro SLI. • Geração das estratégias para a deposição dos diversos materiais constituintes do modelo. • Extrusão sequencial dos diversos materiais constituintes de cada camada do modelo (esterilização por lâmpada ultravioleta opcional). • Repetição da etapa anterior para as restantes camadas do modelo. • Etapa final de esterilização através de vaporização de agente quimico (excepto na bioimpressão de células).
Todo este processo é desenvolvido no equipamento da seguinte forma (Figura η2 1): • Através do sistema CAD (Computer Aided Design) é obtido o modelo a produzir. Contudo, os dados geométricos do modelo a produzir poderá ser oriundo de um sistema de modelação 3D simples ou de dados imagiológicos. Estes sistemas estão já bastante desenvolvidos no mercado, existindo diversos programas de software disponível para gerar o modelo 3D. e Através da transferência para um ficheiro STL ou PLY, é então tratado todo o processo de decomposição do objecto, traçando toda a sua estratégia de construção e produção por camadas. e 0 formato STL, Standard de comunicação em sistemas de fabrico aditivo é utilizado em aplicações mono-material. 0 equipamento admite dois formatos distintos de ficheiros STL: ASCII (American Standard Code for Information Interchange) e Binário. 0 formato PLY (Polygon File Format) é um formato de armazenamento de dados tridimensionais concebido para scanners 3D. 0 formato PLY suporta descrições relativamente simples de objectos tridimensionais a partir da sua representação por polígonos. A cada poligono podem ser atribuídas propriedades ou caracteristicas diferentes tais como: cor, textura, propriedades mecânicas, térmicas, etc. Este formato modificado, de modo a poder-se atribuir a regiões distintas do objecto materiais igualmente distintos é utilizado para a produção de matrizes de suporte (scaffolds) multi-material. Tal como o formato STL, o ficheiro PLY pode apresentar-se sobre a forma de ficheiro ASCII ou Binário. • Uma vez criado o ficheiro STL ou PLY, este é transformado num ficheiro SLI. 0 ficheiro SLI e toda a informação necessária para a construção do modelo físico são de seguida processados pelo equipamento. • A estratégia de construção conforme está mostrada na Figura η 1, é uma sequência de etapas. A construção do modelo camada a camada é construído através do movimento dos eixos X e Y do sistema de extrusão numa camada e após a sua finalização, a plataforma desce para depositar a camada seguinte. Este processo é repetido até finalizar a construção do modelo. • Durante a produção do modelo, é possível variar o material utilizado na mesma camada ou entre camadas. Este facto só é possível devido à existência de uma cabeça de extrusão multi-material concebida e desenvolvida directamente para o equipamento. A inovação principal do equipamento reside assim na possibilidade de extrudir um ou mais materiais durante o processo de fabrico, apresentando estes materiais diferentes gamas de pressão e temperatura. 0 sistema permite ainda a inclusão de células e factores de crescimento e/ou fármacos durante o processo de fabrico. • Ά segunda caracteristica inovadora reside na existência de dois sistemas distintos de deposição. Um sistema do tipo revolver para processamento multi-material ou de materiais de baixa viscosidade tipo hidrogéis poliméricos e o encapsulamento de células. Neste caso, a deposição é feita através de um cilindro pneumático. Um segundo sistema mono-material para processamento de materiais poliméricos e compósitos biopolímero/biocerâmico em que o material previamente aquecido num reservatório e extrudido posteriormente por acção de um fuso. 0 passo e a velocidade de rotação dependem do material a processar. • A terceira caracteristica inovadora reside na existência de um dispositivo que permite, por roscagem, a mudança rápida dos bicos de deposição. Estes consistem em agulhas médicas de diâmetros que variam entre 0.1 e 2 mm. É assim possível a extrusão de filamentos de diâmetro variável. • A quarta caracteristica inovadora reside no facto do equipamento possuir um sistema de esterilização composto por dois módulos: um módulo de esterilização permanente por lâmpada ultravioleta e um módulo de esterilização após finalização da construção efectuada com recurso a uma vaporização de agente químico. Estes sistemas apenas são colocados em funcionamento quando não são incluídas, por exemplo, células durante o processo de fabrico. Uma prévia esterilização da área de construção é sempre feita antes da deposição do material. • 0 número de etapas depende da complexidade do objecto a ser produzido e da optimização da estratégia de construção.
e 0 sistema permite o processamento de uma grande gama de materiais e o fabrico de matrizes de suporte com gradientes funcionais. Os materiais podem ser processados a temperatura ambiente e baixas pressões (por exemplo hidrogéis contendo células) ou temperaturas e pressões mais elevadas no caso da generalidade de polimeros e compósitos biopolímeros/biocerâmicos.
Breve descrição do equipamento 0 equipamento comporta quer um sistema de hardware quer um software de controlo. Ao nivel do hardware foram considerados quatro componentes: estrutura envolvente, sistemas de extrusão, pórtico, plataforma e sistema de esterilização.
As principais caracteristicas do equipamento são: • 0 equipamento dispõe de uma área de trabalho de 300x250x3Oram. • Possui um sistema de pórtico que suporta os conjuntos de extrusão. 0 movimento deste sistema e efectuado por dois motores de passo que ao serem accionados efectuam movimentos do plano X-Y (Figura n2 5). • Possui por questões de rigor e simplicidade uma plataforma móvel em "Z" actuada por um motor de passo, que recorrendo a movimentação mecânica de uma porca de esferas faz deslocar a plataforma com alta precisão através de um sistema de guias de esferas. • 0 sistema tem a capacidade para processar materiais numa gama alargada de pressões e temperaturas. Permite a utilização de materiais de alta, média ou baixa viscosidade e a impressão directa de células. Para tal, possui dois sistemas inovadores de extrusão:
“ Um sistema rotativo de extrusão composto por quatro depósitos para processar diferentes materiais, com um mecanismo de mudança rápida de material durante a criação das matrizes de suporte (Figura n 7) . Este sistema contém dois depósitos que não possuem resistências de aquecimento (permitindo assim a impressão directa de células) e dois depósitos que possuem resistências térmicas para aquecimento e fusão do material controlado por um sistema PID (Proporcional Integral e Derivativo) (Figura n 8). Neste caso a deposição é efectuada por acção pneumática.
Um sistema de extrusão mono-material para processamento de materiais com elevadas viscosidades, elevadas temperaturas de fusão e materiais com a inclusão de cargas minerais ou orgânicas. Neste caso, a extrusão é feita por acção de um fuso rotativo, sendo o material previamente aquecido num reservatório auxiliar. 0 corpo de extrusão encontra-se igualmente aquecido. (Figura n 9) . • 0 sistema possui um dispositivo que permite, por roscagem, a mudança rápida dos bicos de deposição. Estes consistem em agulhas médicas de diâmetros que variam entre 0.1 e 2 mm. É assim possivel a extrusão de filamentos de diâmetro variável. • Outra caracteristica inovadora reside na inclusão de um sistema de esterilização composto por dois módulos: um módulo de esterilização permanente por lâmpada ultravioleta e um módulo de esterilização após finalização de construção efectuada com recurso a uma vaporização de agente quimico. Estes sistemas apenas são colocados em funcionamento quando não são incluídas células durante o processo de fabrico. • Por questões de funcionalidade procedeu-se ao desenvolvimento da estrutura exterior do equipamento. Esta estrutura foi concebida para proteger o utilizador de todos os componentes mecânicos e eléctricos e assegurar o isolamento da zona de trabalho. A estrutura desenvolvida é composta por painéis de material compósito de 4 mm de espessura com duas aberturas, uma para o acesso ao hardware e outra para acesso a zona de trabalho. • 0 software desenvolvido permite o fabrico de matrizes de suporte com configurações diferentes, diferentes geometrias de poro e diferentes porosidades. 0 sistema de leitura, processamento, controlo e fabrico é gerido por uma plataforma que agrupa dois módulos principais (Figura ns 12) : e 0 módulo de leitura e processamento dos dados médicos (CADS -Computer Aided Design of Scaffolds: aplicação computacional orientada para o projecto de matrizes de suporte (scaffolds)). • E o módulo de preparação para a fabricação (CAMS - Computer Aided Manufacturing of Scaffolds: aplicação computacional orientada para o fabrico de matrizes de suporte (scaffolds)). 0 módulo CADS faz a leitura da informação médica que consiste em dados geométricos (TAC, Raio X, etc.), dados clínicos, dados biomecânicos e gamas de materiais. Estes dados são tratados e processados através da definição de funções do objectivo e constrangimentos de forma a proceder-se a uma optimização topológica que permita a obtenção de geometrias porosas adequadas a aplicação médica em causa. Como resultados de saída deste módulo, é gerado um ficheiro PLY ou STL com informações relativas a topologia e gamas de materiais a aplicar.
Posteriormente estes resultados são utilizados pelo módulo de preparação para a fabricação {CAMS). A estes resultados juntam-se outras variáveis do processo relativas a especificações de controlo da máquina: velocidades de varrimento, extrusão; temperaturas; deposição selectiva de materiais. No módulo CAMS efectua-se o processamento e a fusão dos dados de forma a se definirem/calcularem as trajectórias de deposição adequadas para o fabrico da topologia obtida no CADS.
As informações para o fabrico (velocidade de deposição, trajectórias, distância bico/área de trabalho, pressão, temperatura) são traduzidas através de um pós-processador especifico para uma linguagem em formato ASCII ou binário que será interpretada pelo controlador do equipamento.
Finalmente o ficheiro contendo toda a informação para o fabrico é enviado para a máquina que de forma automática produz as matrizes de suporte (scaffolds) pretendidas para depois serem utilizadas em aplicações médicas no âmbito da Engenharia de Tecidos. H&teriais utilizados na concepção do equipamento: 0 equipamento de fabrico rápido por bioextrusão, tem uma configuração com superficies curvas e é concebido nos seguintes materiais : A estrutura base da máquina é metálica [3]. A estrutura de revestimento da máquina é constituída por painéis em material compósito: fibra de vidro e espuma de PVC [31] com espessura de 4 mm, sendo a fixação destes painéis a estrutura feita por ligação aparafusada.
Na Zona posterior existe uma porta em acrílico para fácil acesso a zona de construção. A superfície anterior é dotada de todas as ligações de rede (energia eléctrica, ar comprimido, ligação LTP1/PC e comandos gerais), e é de configuração plana.
Fazem ainda parte do conjunto: a consola dos controladores de temperatura,a consola de comando de movimentação, de operações de arranque e um sistema de paragem de emergência. 0 equipamento tem sistema de esterilização composto por dois módulos, um módulo de esterilização permanente por lâmpada ultravioleta [27] e um módulo de esterilização após finalizaçao de construção efectuada com recurso a uma vaporização de agente químico [28,29,30] sendo que este último é controlado por uma electroválvula que faz a alimentação e o corte entre a barra de vaporização e o depósito pressurizado que contém o agente químico.
Os dois depósitos que possuem resistências térmicas para aquecimento e fusão do material Íi7. controlado por um sistema PID (Proporcional Integral e Derivativo), sendo que neste caso a deposição é efectuada por acção de um cilindro pneumático [ 1.0) . Os dois depósitos, para impressão directa de células, não possuem resistências de aquecimento [16].
Os bicos de deposição consistem em agulhas médicas de diâmetros que variam entre 0.1 e 2 mm, para extrusão de filamentos de diâmetro variável.
Pela utilização do processo descrito adaptado ao equipamento concebido produzem-se matrizes.
As matrizes de suporte biologicamente activas são produzidas através da impressão directa de células misturadas em solução polimérica coloidal. São ainda produzidas matrizes de suporte com configurações diferentes, diferentes geometrias de poro e diferentes porosidades conferindo propriedades mecânicas e biológicas variadas e ainda a possibilidade de inclusão durante o processamento de células, factores de crescimento e/ou fármacos.
Resumindo, a produção de implantes temporários multi-material faz-se utilizando um equipamento inovador aqui apresentado, constituído por dois sistemas de deposição também inovadores: um sistema rotativo de extrusão por acção pneumática para processamento multi-material com possibilidade de inclusão de células, factores de crescimento e/ou fármacos e um segundo sistema de extrusão por acção de fuso para processamento mono-material nos seguintes passos: 2* Captura de dados; 2» Geração do modelo 3D; > Geração do modelo STL (Standard de comunicação em sistemas de fabrico aditivo é utilizado em aplicações mono-material) ou PLY (Polygon File Formatl > Fatiamento (operação de slice); > Cálculo da estratégia de deposição; SN Deposição material, suporte e impressão directa de células; > Aplicação da matriz de suporte.
Descrição e legenda das Figuras:
Figura ns 1: Etapas do processo de fabrico rápido por bioextrusão, que são as seguintes: A. Captura de dados; B. Geração do modelo 3D; C. Geração do modelo STL ou PLY; D . Fatiamento (operação de slice); E. Cálculo da estratégia de deposição; F. Deposição material suporte e impressão directa de células; G. Aplicação da matriz de suporte.
Figura n 2: Desenho do equipamento de fabrico rápido por bioextrusão. 1. Desenho do equipamento de fabrico rápido por bioextrusão.
Figura 3: Aspecto geral do equipamento. 2. Aspecto geral do equipamento. o
Figura n 4: Estrutura e componentes internos. 3. Estrutura e componentes internos.
Figura nB 5: Pórtico superior: 4. Suporte sistema de extrusão. 5. Travessa de movimentação X e Y.
Figura n 6: Mesa de elevação/área de trabalho: 6 . Plataforma superior e área de trabalho. 7 . Plataforma inferior de apoio. 8. Suportes e guias da plataforma. 9. Sistema de movimentação (motor passo e fuso com porca de esferas).
Figura ns 7: Conjunto de extrusão: 10. Cilindro de extrusão. 11. Resistências. 12. Depósitos. 13. Êmbolos. 14. Bico de extrusão.
Figura np 8: Sistema de extrusão multi-material por êmbolo: 15. Revolver de mudança automática de material. 16. Depósito sem resistência térmica. 17. Depósito com resistência térmica. 18. Depósito com resistência térmica. 19. Depósito sem resistência térmica localizado por baixo do cilindro de extrusão em posição para extrudir o material nele contido.
Figura ns 9: Sistema de extrusão 20. Resistência eléctrica. 21 . Depósito de material. 22 . Fuso de extrusão. 23 . Corpo de extrusão. 24. Bico de extrusão. 25 . Resistência eléctrica. 26 . Motor. Figura ns 10: Sistemas de esteri 27 . Lâmpada ultra-violeta 28. Electroválvula. 29. Depósito pressurizado c 30.
Barra microperfurada de vaporização de agente químico.
Figura n9 11: Estruturas dos painéis de revestimento do equipamento: 31. Fibra de vidro, espuma PVC e resina epoxy.
Figura ns 12: Diagrama das etapas envolvendo as aplicações CADS e CAMS com o equipamento.
Lisboa, 20 de Março de 2009.
Claims (10)
- Reivindicações 1. Equipamento de fabrico rápido por bioextrusão para a produção de implantes temporários multi-material caracterizado por ser constituído por: i) dois sistemas de extrusão, sendo um deles um sistema rotativo de extrusão composto por quatro depósitos, com um mecanismo de mudança rápida de material, que contém dois depósitos para aquecimento e fusão do material controlado por um sistema PID (Proporcional Integral e Derivativo), sendo a deposição efectuada por acção pneumática, e um sistema de extrusão mono-material, sendo a extrusão realizada por acção de um fuso rotativo, e sendo o material aquecido num reservatório auxiliar, bem como o corpo de extrusão; ii) um sistema de esterilização composto por dois módulos colocados apenas em funcionamento quando não são incluídas células durante o processo de fabrico: um módulo de esterilização permanente por lâmpada ultravioleta e um módulo de esterilização após finãlização de construção efectuada com recurso a uma vaporização de agente químico [28,29,30] controlado por uma electroválvula que faz a alimentação e o corte entre a barra de vaporização e o depósito pressurizado que contém o agente químico.
- 2. Equipamento de fabrico rápido por bioextrusão de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o sistema rotativo de extrusão por acção pneumática incluir o módulo deposição para processamento multi-material com possibilidade de inclusão de células, factores de crescimento e/ou fármacos e o sistema de extrusão por acção de fuso incluir o segundo módulo para processamento mono-material .
- 3. Equipamento de fabrico rápido por bioextrusão de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pela fabricação de modelos camada por camada de um ou mais materiais biopoliméricos, biocerâmicos e compostos biopolimério/biocerâmico, sendo os possíveis materiais utilizados: alginato, policaprolactona, policaprolactona/hidroxiapatite, ácido poliláctico e ácido poliglicólico.
- 4. Equipamento de fabrico rápido por bioextrusão de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por ser constituído pelos seguintes elementos [1,2]: a) Superfície anterior dotada de todas as ligações de rede (energia eléctrica, ar comprimido, ligação "LTPl/PC" -porta paralela de computador pessoal - e comandos gerais); b) Zona posterior dotada dos seguintes elementos: uma porta em acrílico para o acesso à zona de construção, conjunto consola dos controladores de temperatura, consola de comando de movimentação, de operações de arranque e sistema de paragem de emergência; c) uma estrutura base metálica [3], compreendendo uma área de trabalho de dimensões 300 x 250 mm [6] e que engloba os seguintes componentes: i. Pórtico superior com movimentos segundo eixo X e Y [5], para a deposição do material; ii. Sistema de elevação segundo o eixo Z da área de trabalho [9]; iii. Área destinada à instalação do sistema de hardware e consola de comando, controlo e processamento; iv. Área de armazenamento e alimentação dos materiais de construção dos modelos [16,17,18,19,21];
- 5. Equipamento de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por uma estrutura de revestimento da máquina constituída por painéis em material compósito (fibra de vidro e espuma de cloreto de polivinila "PVC" [31] com espessura de 4 mm, sendo a fixação destes painéis à estrutura feita por ligação aparafusada.
- 6. Equipamento de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela produção de matrizes de suporte biologicamente activas através da impressão directa de células misturadas em solução polimérica coloidal.
- 7. Equipamento de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por possuir um dispositivo para mudança rápida dos bicos de deposição, por roscagem [14,24].
- 8. Equipamento de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por os bicos de deposição consistirem em agulhas médicas de diâmetros que variam entre 0.1 e 2 mm, para extrusão de filamentos de diâmetro variável.
- 9. Método para monitorização do equipamento e do processo de fabrico rápido por bioextrusão, combinando aplicações CADS e CAMS e uma optimização de informações e de estratégia utilizando o equipamento e o processo conforme as reivindicações anteriores para a construção do protótipo de uma prótese caracterizado pelos seguintes passos: a) Inicio; b) Obtenção de informação médica (dados imagiológicos, clínicos e/ou biomecânicos) e de construção (gamas de processamento e materiais); c) Definição e optimização da topologia, material e porosidade da matriz de suporte "CADS" - desenho assistido por computador; d) Exportação dos dados optimizados em formato "PLY" - de armazenamento de dados tridimensionais concebido para scanners 3D; e) Definição da estratégia de fabrico e parâmetros de processamento "CAMS" - aplicação computacional orientada para o fabrico de matrizes de suporte; f) Definição dos parâmetros de controlo da máquina: velocidade varrimento, extrusão, temperaturas, deposição selectiva de materiais; g) Pós-processamento dos parâmetros, comandos e dados para formato ASCII {American Standard Code for Information Interchange); h) Interpretação do ficheiro pelo equipamento; i) Execução do fabrico; j) Obtenção de um implante temporário de estrutura biológica.
- 10. Processo de fabrico rápido pró bioextrusão caracterizado pelas etapas seguintes: a) Captura de dados; b) Geração do modelo 3D; c) Geração do modelo "STL" - Standard de comunicação em sistemas de fabrico aditivo é utilizado em aplicações mono-material - ou formato de armazenamento de dados tridimensionais concebido para scanners 3D - "PLY (Polygon File Format)"; d) Fatiamento (operação de slice); e) Cálculo da estratégia de deposição; f) Deposição material, suporte e impressão directa de células; g) Aplicação da matriz de suporte. Lisboa, 27 de Janeiro de 2010
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Effective date: 20100201 |