Comportamento mecânico de estruturas auxéticas com gradiente de funcionalidade para substituição de discos intervertebrais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Canelhas, João André Soares
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/143932
Resumo: Avaliando em termos de custos à escala global, um dos maiores problemas de saúde é a degeneração dos discos intervertebrais. Os discos intervertebrais (IVD) localizam-se entre as vértebras e são elementos que absorvem os choques, estes conferem rigidez e flexibilidade à coluna, na qual é necessário para o suporte de peso, movimentação do tronco e ajuste de posição, indispensável para equilíbrio e postura. É uma estrutura complexa, tanto mecânica como biologicamente, sendo formada por uma camada externa resistente de fibrocartilagem chamada Annulus Fibrosus (AF), a qual por sua vez encapsula um núcleo mole composto por um gel semifluido chamado Nucleus Pulposus (NP), as duas estruturas são limitadas superior e inferiormente pelas vértebras. A degeneração do disco intervertebral é marcada pela desidratação do NP, reduzindo a pressão hidrostática no interior do núcleo, resultando numa perda de capacidade de suporte de forças compressivas, durante o período activo, e na recuperação da altura do núcleo nos períodos de descanso. Esta situação compromete o papel de amortecedor por parte do NP, que por sua vez transfere estas forças ao AF. Esta transferência resultará em fissuras no AF, deteriorando o disco intervertebral, permitindo a infiltração interna de vasos e nervos, potencialmente incapacitando o indivíduo, levando a um decréscimo da qualidade de vida do mesmo. Este projeto assenta numa primeira abordagem ao desenvolvimento de materiais compósitos com propriedades auxéticas que possam mimetizar as propriedades mecânicas do disco intervertebral, através da fabricação de uma estrutura em TPU (Poliuretano Termoplástico) por impressão aditiva, com propriedades auxéticas, capaz de mimetizar o comportamento do AF, na produção de um hidrogel à base de quitosano, capaz de mimetizar o comportamento do NP, seguido da sua impregnação na estrutura de TPU e por fim o estudo da sua bioatividade.
id RCAP_0e32e612418573584ded11ac39b08169
oai_identifier_str oai:run.unl.pt:10362/143932
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Comportamento mecânico de estruturas auxéticas com gradiente de funcionalidade para substituição de discos intervertebraisTissue EngineeringCompressionChitosanNucleus PulposusAnnulus FibrosusAuxeticDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasAvaliando em termos de custos à escala global, um dos maiores problemas de saúde é a degeneração dos discos intervertebrais. Os discos intervertebrais (IVD) localizam-se entre as vértebras e são elementos que absorvem os choques, estes conferem rigidez e flexibilidade à coluna, na qual é necessário para o suporte de peso, movimentação do tronco e ajuste de posição, indispensável para equilíbrio e postura. É uma estrutura complexa, tanto mecânica como biologicamente, sendo formada por uma camada externa resistente de fibrocartilagem chamada Annulus Fibrosus (AF), a qual por sua vez encapsula um núcleo mole composto por um gel semifluido chamado Nucleus Pulposus (NP), as duas estruturas são limitadas superior e inferiormente pelas vértebras. A degeneração do disco intervertebral é marcada pela desidratação do NP, reduzindo a pressão hidrostática no interior do núcleo, resultando numa perda de capacidade de suporte de forças compressivas, durante o período activo, e na recuperação da altura do núcleo nos períodos de descanso. Esta situação compromete o papel de amortecedor por parte do NP, que por sua vez transfere estas forças ao AF. Esta transferência resultará em fissuras no AF, deteriorando o disco intervertebral, permitindo a infiltração interna de vasos e nervos, potencialmente incapacitando o indivíduo, levando a um decréscimo da qualidade de vida do mesmo. Este projeto assenta numa primeira abordagem ao desenvolvimento de materiais compósitos com propriedades auxéticas que possam mimetizar as propriedades mecânicas do disco intervertebral, através da fabricação de uma estrutura em TPU (Poliuretano Termoplástico) por impressão aditiva, com propriedades auxéticas, capaz de mimetizar o comportamento do AF, na produção de um hidrogel à base de quitosano, capaz de mimetizar o comportamento do NP, seguido da sua impregnação na estrutura de TPU e por fim o estudo da sua bioatividade.From a global cost standpoint, one of the most significant health problems is the degeneration of the intervertebral discs. The intervertebral discs (IVD) are located between vertebrae, they are elements that absorb chocks and work to provide rigidity and flexibility to the spine, in which it is necessary for weight support, trunk movement and position adjustment essential for balance and posture. It is a complex structure, both mechanically and biologically, formed by a resistant outer layer of fibrocartilage, called Annulus Fibrosus (AF), which in turn encapsulates a soft core composed of a semi-fluid gel, called Nucleus Pulposus (NP); these two structures are limited both above and below by the vertebrae. Degeneration of the intervertebral disc is marked by dehydration of the NP, reducing the hydrostatic pressure inside the nucleus, resulting in a loss of capacity to support compressive forces, during the active period, and in the recovery of the nucleus height in the rest periods. This situation compromises the role of shock absorber by the NP, which in turn transfers theses forces to the AF. This transfer will result in cracks in the AF, deteriorating the intervertebral disc, allowing the internal infiltration of vessels and nerves, potentially incapacitating the individual, leading to a decrease in his quality of life. This project is based on a first approach to the development of composite materials with auxetic properties that can mimic the mechanical properties of the intervertebral disc, through the manufacture of a TPU structure by 3D printing, with auxetic properties, capable of mimicking the behavior of the AF, the production of a chitosan-based hydrogel, capable of mimicking the behavior of NP, followed by its impregnation in the TPU structure and finally the study of its bioactivity.Borges, JoãoVelhinho, AlexandreRUNCanelhas, João André Soares2022-09-22T10:36:23Z2021-032021-03-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10362/143932porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-03-11T05:22:55Zoai:run.unl.pt:10362/143932Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:51:13.618289Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Comportamento mecânico de estruturas auxéticas com gradiente de funcionalidade para substituição de discos intervertebrais
title Comportamento mecânico de estruturas auxéticas com gradiente de funcionalidade para substituição de discos intervertebrais
spellingShingle Comportamento mecânico de estruturas auxéticas com gradiente de funcionalidade para substituição de discos intervertebrais
Canelhas, João André Soares
Tissue Engineering
Compression
Chitosan
Nucleus Pulposus
Annulus Fibrosus
Auxetic
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
title_short Comportamento mecânico de estruturas auxéticas com gradiente de funcionalidade para substituição de discos intervertebrais
title_full Comportamento mecânico de estruturas auxéticas com gradiente de funcionalidade para substituição de discos intervertebrais
title_fullStr Comportamento mecânico de estruturas auxéticas com gradiente de funcionalidade para substituição de discos intervertebrais
title_full_unstemmed Comportamento mecânico de estruturas auxéticas com gradiente de funcionalidade para substituição de discos intervertebrais
title_sort Comportamento mecânico de estruturas auxéticas com gradiente de funcionalidade para substituição de discos intervertebrais
author Canelhas, João André Soares
author_facet Canelhas, João André Soares
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Borges, João
Velhinho, Alexandre
RUN
dc.contributor.author.fl_str_mv Canelhas, João André Soares
dc.subject.por.fl_str_mv Tissue Engineering
Compression
Chitosan
Nucleus Pulposus
Annulus Fibrosus
Auxetic
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
topic Tissue Engineering
Compression
Chitosan
Nucleus Pulposus
Annulus Fibrosus
Auxetic
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
description Avaliando em termos de custos à escala global, um dos maiores problemas de saúde é a degeneração dos discos intervertebrais. Os discos intervertebrais (IVD) localizam-se entre as vértebras e são elementos que absorvem os choques, estes conferem rigidez e flexibilidade à coluna, na qual é necessário para o suporte de peso, movimentação do tronco e ajuste de posição, indispensável para equilíbrio e postura. É uma estrutura complexa, tanto mecânica como biologicamente, sendo formada por uma camada externa resistente de fibrocartilagem chamada Annulus Fibrosus (AF), a qual por sua vez encapsula um núcleo mole composto por um gel semifluido chamado Nucleus Pulposus (NP), as duas estruturas são limitadas superior e inferiormente pelas vértebras. A degeneração do disco intervertebral é marcada pela desidratação do NP, reduzindo a pressão hidrostática no interior do núcleo, resultando numa perda de capacidade de suporte de forças compressivas, durante o período activo, e na recuperação da altura do núcleo nos períodos de descanso. Esta situação compromete o papel de amortecedor por parte do NP, que por sua vez transfere estas forças ao AF. Esta transferência resultará em fissuras no AF, deteriorando o disco intervertebral, permitindo a infiltração interna de vasos e nervos, potencialmente incapacitando o indivíduo, levando a um decréscimo da qualidade de vida do mesmo. Este projeto assenta numa primeira abordagem ao desenvolvimento de materiais compósitos com propriedades auxéticas que possam mimetizar as propriedades mecânicas do disco intervertebral, através da fabricação de uma estrutura em TPU (Poliuretano Termoplástico) por impressão aditiva, com propriedades auxéticas, capaz de mimetizar o comportamento do AF, na produção de um hidrogel à base de quitosano, capaz de mimetizar o comportamento do NP, seguido da sua impregnação na estrutura de TPU e por fim o estudo da sua bioatividade.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-03
2021-03-01T00:00:00Z
2022-09-22T10:36:23Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10362/143932
url http://hdl.handle.net/10362/143932
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799138106848313344

Registros relacionados