Aplicações e desafios em biomateriais poliméricos para fabricação de corações artificiais e dispositivos cardiovasculares

dc.contributor.advisor1Marini, Juliano
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4533610255047654
dc.contributor.authorRodrigues, Lucas Guerra Caires
dc.date.accessioned2025-08-13T18:36:42Z
dc.date.issued2025-07-10
dc.description.abstractThis study aims to present an in-depth review of the main polymers used in implantable cardiovascular devices, discussing their structural properties, chemical stability, biological response, and future perspectives regarding their clinical application. Relevant cases of synthetic heart valves and artificial hearts based on advanced materials, such as polycarbonate urethane (PCU), POSS-PCU, SiPUU, and FGO-PCU, are analyzed. These polymers have demonstrated excellent fatigue resistance, flexibility, and low susceptibility to calcification, making them highly suitable for environments subject to intense cyclic loading, such as the intracardiac system. In addition to the material characterization, the study emphasizes the influence of manufacturing techniques, including electrospinning, solution casting, and 3D printing, on the definition of morphology, fiber orientation, and functional performance of the devices. In the context of artificial hearts, case studies such as the SynCardia Total Artificial Heart (TAH) and the experimental Soft Total Artificial Heart (sTAH) highlight the importance of geometric customization, biomimetic design, and careful selection of elastomeric materials, such as PDMS and reinforced silicone composites, to ensure effective hemodynamic performance and structural durability. Finally, emerging trends in the use of polymeric biomaterials are discussed, including the development of smart polymers capable of responding to physiological stimuli, systems with controlled degradation, biofunctionalized surfaces, and devices tailored through advanced additive manufacturing techniques. These advances aim to enhance the functionality, safety, and longevity of implantable devices, contributing to broader access to innovative therapies and reducing dependence on heart transplants.eng
dc.description.resumoEste trabalho tem como objetivo apresentar uma revisão aprofundada sobre os principais polímeros utilizados em dispositivos cardiovasculares implantáveis, discutindo suas propriedades estruturais, estabilidade química, resposta biológica e as perspectivas futuras em sua aplicação clínica. São abordados casos relevantes de válvulas cardíacas sintéticas e corações artificiais baseados em materiais avançados, como poliuretano de policarbonato (PCU), POSS-PCU, SiPUU e FGO-PCU. Tais polímeros vêm demonstrando excelente resistência à fadiga, flexibilidade e baixa propensão à calcificação, o que os torna altamente adequados para ambientes com cargas cíclicas intensas, como o sistema intracardíaco. Além da caracterização dos materiais, o trabalho enfatiza a influência das técnicas de fabricação, como eletrofiação (electrospinning), moldagem por solução e impressão 3D, na definição da morfologia, orientação das fibras e desempenho funcional dos dispositivos. No contexto dos corações artificiais, estudos de casos como o SynCardia Total Artificial Heart (TAH) e o modelo experimental Soft Total Artificial Heart (sTAH) evidenciam a importância da personalização geométrica, da engenharia biomimética e da escolha criteriosa de materiais elastoméricos, como o PDMS e compósitos de silicone reforçados, para garantir desempenho hemodinâmico eficaz e durabilidade estrutural. Por fim, são discutidas as tendências emergentes no uso de biomateriais poliméricos, incluindo o desenvolvimento de polímeros inteligentes capazes de responder a estímulos fisiológicos, sistemas com degradação controlada, superfícies biofuncionalizadas e dispositivos produzidos sob medida por técnicas avançadas de manufatura aditiva. Esses avanços visam aprimorar a funcionalidade, segurança e longevidade dos dispositivos implantáveis, contribuindo para a ampliação do acesso a terapias inovadoras e para a redução da dependência de transplantes cardíacos.por
dc.identifier.citationRODRIGUES, Lucas Guerra Caires. Aplicações e desafios em biomateriais poliméricos para fabricação de corações artificiais e dispositivos cardiovasculares. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22566.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22566
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia de Materiais - EMa
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectBiomateriaispor
dc.subjectPolímerospor
dc.subjectVálvulas cardíacaspor
dc.subjectCoração artificialpor
dc.subjectEngenharia de tecidospor
dc.subjectBiomaterialspor
dc.subjectPolymerseng
dc.subjectHeart valveseng
dc.subjectArtificial hearteng
dc.subjectTissue engineeringeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS
dc.titleAplicações e desafios em biomateriais poliméricos para fabricação de corações artificiais e dispositivos cardiovascularespor
dc.title.alternativeApplications and challenges in polymeric biomaterials for the manufacture of artificial hearts and cardiovascular deviceseng
dc.typeTCC

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