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PublicouLinda Affonso Aleixo Alterado mais de 8 anos atrás
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1 COMPÓSITOS Aumentar a resistência mecânica, rigidez, tenacidade, resistência à fadiga com fibras com partículas problemas: Ex: um constituinte tem dimensões à escala celular “ingestão celular” produção enzimas -Matriz reforçada por fibras ou partículas -fibras contínuas ou descontínuas
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2 Composites Consist of two or more distinct parts – Generally in the macrosize range Have a distinct interface between materials Usually consist of “matrix” and “reinforcement” Specifications – Materials – Properties of materials – Geometry of reinforcement – Concentration – Distribution – Orientation Classification- – Fibrous, particulates, layers, etc Issues – Biocompatibility of multiple materials – Small particles – Resorption of composites
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3 Composites: Carbon fiber – Biocompatible – Reinforces polymer and ceramic systems – Surface coating of orthopedic implants – Tendon and ligament replacement Polymer fiber – Generally not high strength Exceptions: Kevlar and UHMWPE – Similar apps as carbon (rarely used though) – PLA, PGA, and PGLA reinforce degradable polymers Ceramics – Weak in tension or shear, brittle – Usually a particulate in other materials Glasses – Fiber glass reinforces polymers – Good mechanical and electrical properties – Resorbable glasses in resorbable polymers
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4 Fibras de carbono produzidas: estabilização, carbonização, grafitização reforçam politetrafluoroetileno poroso para tecidos macios revestem ligações de implantes ortopédicos reforçam PE de elevado peso molecular tendões e materiais de ligamento Fibras de vidro não são usadas em biomateriais
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5 Fibras poliméricas fibras aramídicas = kevlar elevada resistência, rigidez, resist. à fadiga próteses de tendões e ligamentos fibras poliméricas absorvíveis em suturas Cerâmicos fosfato de cálcio, e de aluminio hidroxiapatite cerâmica - ligação c/osso
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6 polímeros não absorvíveis sintécticos: PTFE, polisulfona, PE elevada densidade, PMMA +fibras carbono ou cerâmicos = próteses anca, dispositivos de fixação, raízes de dentes artificiais polímeros absorvíveis = poliglicol, PLA e PGA polímeros absorvíveis de origem natural = colagénio de boi purificado (biocompatibilidade, disponibilidade) Processo de fabrico de compósitos: pultrusão, enrolamento filamentar
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7 COMPÓSITOS DE MATRIZ ABSORVÍVEL Com matriz absorvível pretende-se: expor superfícies libertar antibióticos fixação de fracturas Ex: fixação de fracturas se a fixação for rígida osteoporose, porque: Eosso=17 a 24GPa e Eparafusos : ETi =110 GPa e Eaço316L=210GPa corrosão Eosso Eligas parafusos corrosão 2ª operação para remover fixação fixação absorvível o dispositivo de fixação degrada-se c/ o tempo reduzindo o risco de osteoporose não há necessidade de segunda operação Ex: PLA reforçado c/ fibras de fosfato de cálcio Ex: PLA c/ fibras de C usadas em placas fixação óssea
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8 COMPÓSITOS DE MATRIZ NÃO ABSORVÍVEL Usam-se fibras e partículas para aumentar a resistência mecânica substituição de parte do fémur: Ex: matrizes poliméricas reforçadas c/fibras de carbono E= 18 a 76 GPa
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10 Propriedades mecânicas dos compósitos: dependem de : - tipo de compósitos - reforço - orientação Compósitos fibrosos: -Esforço paralelo às fibras (isodeformação) - E c =E f V f +E m V m F F matriz fibras
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11 Compósitos fibrosos: -Esforço paralelo às fibras (isotensão) - 1/Ec=Vf/Ef+Vm/Em F F matriz fibras
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12 Exemplos de compósitos: -aplicações ortopédicas PLA c/C PLA-Ca-P ou com biovidros -aplicações dentárias – resistir à fluência e desgaste matriz : resina acrílica reforço: vidro de Ba ou sílica
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