Processamento por impressão 3D de próteses totais mandibulares

Abstract

Este trabalho pretende conjugar uma bordagem multidisciplinar ao incorporar duas áreas científicas distintas: a Engenharia Mecânica e a Medicina Dentária. O objetivo principal era avaliar a viabilidade de processar por fabricação aditiva, utilizando a tecnologia normalmente designada por impressão 3D, próteses totais mandibulares, utilizando diferentes materiais poliméricos. Deste modo pretendia-se estudar a substituição dos materiais cerâmicos atualmente utilizados por alternativas mais baratas, de maior facilidade de fabrico e cujas tecnologias envolvidas fossem mais sustentáveis do ponto de vista ambiental.O estudo foi iniciado pela caracterização química, térmica e mecânica dos filamentos de ABS, HIPS e PMMA. Após estudos preliminares para otimização dos parâmetros de impressão foram impressos provetes para a avaliação das propriedades mecânicas, nomeadamente da resistência ao impacto. A etapa seguinte consistiu na impressão das arcadas dentárias superiores e inferiores e avaliação macroscópica das mesmas. Quando comparadas com outras obtidas por fresagem e fabricação aditiva a partir de pós de polímero, as desenvolvidas no presente trabalho mostram um acabamento superior, apesar de a qualidade de impressão selecionada para o seu processamento ter sido a qualidade normal (altura de camada de 0,1 mm) e não a de elevada qualidade (altura de camada de 0,05 mm). O trabalho ficaria concluído pela avaliação do comportamento mecânico das próteses híbridas (arcadas com os implantes metálicos) em testes à compressão. Esta avaliação seria efetuada antes e após estudos de envelhecimento em saliva artificial. Esta última etapa não foi possível de ser efetuada devido aos constrangimentos impostos pela pandemia designada COVID-19.

This work aims to combine a multidisciplinary approach by incorporating two distinct scientific areas: Mechanical Engineering and Dentistry. The main objective was to evaluate the feasibility of processing by additive manufacturing, using the technology normally called 3D printing, mandibular total prostheses, using different polymeric materials. In this way it was intended to study the replacement of the ceramic materials currently used by cheaper alternatives, which are easier to manufacture and whose technologies involved were more sustainable from an environmental point of view.The study was initiated by the chemical, thermal and mechanical characterization of the ABS, HIPS and PMMA filaments. After preliminary studies to optimize the printing parameters, test pieces were printed for the evaluation of the mechanical properties, namely the impact resistance. The next step consisted of printing the upper and lower dental arches and macroscopic evaluation of them. When compared with others obtained by milling and additive manufacturing from polymer powders, those developed in the present work show a superior finish, although the print quality selected for processing was normal quality (layer height 0, 1 mm) and not high quality (layer height 0.05 mm). The work would be concluded by the evaluation of the mechanical behavior of hybrid prostheses (arches with metallic implants) in compression tests. This evaluation would be carried out before and after studies of aging in artificial saliva. This last step was not possible due to the constraints imposed by the pandemic designated as COVID-19.