Comparação de processos de seleção multiparâmetros para para potencial aplicação de ligas de titânio em stents coronários
Data
2022-09-29
Autores
Romero, Felipe Morales [UNIFESP]
Orientadores
Reis, Danieli Aparecida Pereira [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
Atualmente, no setor industrial, os projetos demandam rapidez nas entregas, minimização de erros e redução de custos, e no campo dos biomateriais, há a necessidade de seleção criteriosa de materiais, por isto os métodos de seleção multiparâmetro são imprescindíveis. Para um material ser candidato a um possível biomaterial este deve possuir uma gama de propriedades como, por exemplo, possuir uma resistência mecânica apropriada, para a aplicação, bem como ser inerte no organismo humano. Tendo como objetivo obter as propriedades requeridas, que são consequências da microestrutura do material, é necessário avaliar o desempenho de diversas ligas metálicas, e como os materiais à base de titânio possuindo possuem um amplo espectro de microestruturas podem ser materiais promissores para estas aplicações. O Ti, atualmente, já é amplamente utilizado como um biomaterial para próteses ortopédicas, e seu uso pode ser expandido para aplicações mais especificas, dessa forma, a análise e seleção de novas ligas de Ti metaestáveis é uma etapa essencial para a descoberta de novas aplicações. Este trabalho tem como objetivo aplicar os conceitos de metodologias de seleção de materiais, utilizando os métodos de seleção parametrizados TOPSIS e RADAR, para avaliar a viabilidade do uso de ligas de Ti β do tipo metaestável, com enfoque na liga Ti-15Mo, para o uso em stents coronários. Mesmo os métodos tendo rotas diferentes ambos se baseiam em etapas matemáticas e partem de dados iniciais de propriedades, que após várias transformações são capazes de classificar os materiais candidatos. A liga Ti15Mo, em comparação a outros materiais, mesmo não sendo a liga majoritariamente selecionada ela demonstra uma constância em seus resultados e se mostra competitiva para aplicações biomédicas avançadas pois apresenta propriedades adequadas para um cenário de maior segurança para o paciente.
Nowadays, in the industrial sector, projects demand speed in deliveries, minimization of errors and cost reduction, and in the biomaterials area, it is very important a careful selection of materials, for this reason the multiparameter materials selection methods are essential. For a material be a candidate for a possible biomaterial, it must have a range of properties, such as having an appropriate mechanical strength for the application, as well as being inert in the human body. In order to obtain the required properties, which are consequences of the material's microstructure, it is necessary to evaluate the performance of several metal alloys, and titanium-based materials having a wide spectrum of microstructures can be promising materials for these applications. Ti alloys is currently widely used as a biomaterial for orthopedic prostheses, and its use could be expanded to more specific applications, thus, the analysis and selection of new metastable Ti alloys is an essential step for the discovery of new applications. This work aims to apply the concepts of material selection methodologies, using the parameterized selection methods TOPSIS and RADAR, to evaluate the feasibility of using metastable Ti β alloys, focusing on the Ti-15Mo alloy, for use in coronary stents. Even though the methods have different routes, both uses mathematical steps and start from initial property data, and after several transformations, they are able to classify candidate materials. The Ti15Mo alloy, in comparison to other materials, even though it is not the mostly selected alloy, the alloy demonstrates consistency in results and it is competitive for advanced biomedical applications because it has suitable properties for a scenario of greater safety for the patient.
Nowadays, in the industrial sector, projects demand speed in deliveries, minimization of errors and cost reduction, and in the biomaterials area, it is very important a careful selection of materials, for this reason the multiparameter materials selection methods are essential. For a material be a candidate for a possible biomaterial, it must have a range of properties, such as having an appropriate mechanical strength for the application, as well as being inert in the human body. In order to obtain the required properties, which are consequences of the material's microstructure, it is necessary to evaluate the performance of several metal alloys, and titanium-based materials having a wide spectrum of microstructures can be promising materials for these applications. Ti alloys is currently widely used as a biomaterial for orthopedic prostheses, and its use could be expanded to more specific applications, thus, the analysis and selection of new metastable Ti alloys is an essential step for the discovery of new applications. This work aims to apply the concepts of material selection methodologies, using the parameterized selection methods TOPSIS and RADAR, to evaluate the feasibility of using metastable Ti β alloys, focusing on the Ti-15Mo alloy, for use in coronary stents. Even though the methods have different routes, both uses mathematical steps and start from initial property data, and after several transformations, they are able to classify candidate materials. The Ti15Mo alloy, in comparison to other materials, even though it is not the mostly selected alloy, the alloy demonstrates consistency in results and it is competitive for advanced biomedical applications because it has suitable properties for a scenario of greater safety for the patient.