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Tipo: Dissertação de Mestrado
Título: Soldagem térmica de tecido biológico rico em colágeno (aorta porcina)
Autor(es): Rubem Lucas Pena de Figueiredo
primer Tutor: Rodrigo Lambert Oréfice
primer miembro del tribunal : Paulo Jose Modenesi
Segundo miembro del tribunal: Patricia Santiago de Oliveira Patricio
Tercer miembro del tribunal: Jose Barone Rosa
Resumen: Biopróteses de válvulas cardíacas são fabricadas com suturas, que trazem desvantagens como a dificuldade de automatizar o processo e concentração de tensão na região de união do tecido. A soldagem de tecido é uma técnica que tem grande potencial de substituir a sutura. Estudos foram realizados com o intuito de avaliar a viabilidade da solda térmica para o tecido biológico utilizado na bioprótese, avaliar sua resistência mecânica e procurar entender os mecanismos envolvidos no processo. Os experimentos envolveram aplicação direta de calor no tecido a ser soldado. Na busca dos melhores resultados, foram investigadas variações nos seguintes parâmetros: temperatura, umidade, tempo de exposição, método de aplicação do calor e fixação química. O melhor método consistiu em fazer um incisão numa amostra do tecido e expô-lo à temperatura e umidade controladas numa estufa. A resistência mecânica da solda foi avaliada num ensaio de tração.A maior resistência mecânica média foi obtida com a solda feita na estufa a 40 C, com umidade controlada entre 30 e 40%. O tempo de exposição ao calor também aumentou a resistência mecânica, mas esta diferença desapareceu após a fixação química. Por sua vez, a fixação química mostrou-se indispensável na estabilidade da solda, já que esta se desfaz após a re-hidratação em solução salina, caso não seja fixada. Os melhores resultados foram obtidos com glutaraldeído a 2,50% por 15 dias. Os resultados correspondem a cerca da metade da resistência mecânica média obtida com suturas, mas alguns valores isolados mostraram que há o potencial de se obter soldas com resistência comparável à sutura. A espectroscopia Raman e a análise no MEV mostraram que a solda está mais relacionada à ligação química entre fibras de colágeno do que propriamente uma fusão do material. Os resultados mostraram que há grande potencial em aplicar a técnica de soldagem na fabricação de biopróteses de válvulas cardíacas porcinas.
Abstract: Cardiac valve bioprosthesis are manufactured by means of sutures, which brings some disadvantages, as the difficulty of creating an automated process and the stress concentration in the tissue suturing region. Tissue welding is a technique that can replace the suture.Studies were carried out with the purpose to assess the feasibility of applying the thermal welding in the biological tissue used in the bioprosthesis, evaluating its mechanical strength and understanding the mechanisms involved in the process. The experiments involved the direct application of heat in the tissue to be welded. In order to pursue the best results, the following parameters were assessed: temperature,humidity, exposure time, heat application method and chemical fixation. The best method consisted of making an incision in the tissue sample and exposing it to the controlled temperature and humidity in an incubator. The mechanical strength of the weld was evaluated in a tensile test machine. The highest average mechanical strength was obtained from the weld made within the incubator at 40 °C, with a controlled humidity between 30% and 40%. The heat exposure time also increased the mechanical strength, but this difference disappeared after the chemical fixation. The chemical fixation in turn was demonstrated to beessential for the stability of the weld, which disappears after re-hydration in saline solution, if it was not fixed. The best results were obtained with 2.50% glutaraldehyde for 15 days. The results correspond to about half of the average mechanical strength obtained with sutures, but some isolated values showed that the potential to obtain welds with the strength as the suture. Raman spectroscopy and analysis at the SEMshowed that the weld is more associated with chemical bonds between collagen fibers than material fusion
Asunto: Engenharia metalúrgica
Engenharia de minas
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Tipo de acceso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/MAPO-7RSNXT
Fecha del documento: 26-feb-2009
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