Raport de cercetare, ș ă faciale personalizate obţinute ... · morfologică şi structurală a...
Transcript of Raport de cercetare, ș ă faciale personalizate obţinute ... · morfologică şi structurală a...
1
Raport de cercetare,
privind studiile și cercetările efectuate în etapa 4/2017,
în cadrul proiectului PCCA: „Implanturi cranio-faciale personalizate obţinute prin
prototipare inovativă 3D din materiale compozite ranforsate cu fibră de sticlă” -
PECIFCO – Contract nr. 115/2014
Cercetările desfășurate în această etapă au cuprins următoarele activităţi principale:
Demonstrarea funcţionalităţii și utilităţii metodei de reconstrucţie a defectelor osoase
cranio-faciale de dimensiuni mari cu implanturi personalizate fabricate din material
compozit armat cu fibră de sticlă, în vederea promovării
Demonstrarea funcţionalităţii și utilităţii biomaterialelor de reconstrucţie a
defectelor osoase cranio-faciale
Testarea funcţionalităţii și utilităţii tehnologiilor de fabricaţie a matriţelor pentru
reconstrucţia defectelor osoase cranio-faciale
Elaborarea documentaţiei tehnice pentru fabricaţia rapidă a modelelor şi matriţelor
necesare fabricaţiei implanturilor personalizate
Realizarea prototipului pentru implantul personalizat de tip compozit armat cu fibre
de sticlă în vedea utilizării acestuia în reconstrucţia defectelor oase craniofaciale
Elaborarea unui brevet de invenţie
Toate obiectivele specifice și activităţile prevăzute pentru prezenta etapă au fost realizate
integral.
2
IV.1. Demonstrarea funcţionalităţii și utilităţii metodei de reconstrucţie a defectelor osoase
cranio-faciale de dimensiuni mari cu implanturi personalizate fabricate din material
compozit armat cu fibră de sticlă, în vederea promovării
IV.2. Demonstrarea funcţionalităţii și utilităţii biomaterialelor de reconstrucţie a defectelor
osoase cranio-faciale
IV.4 Participare la demonstrarea funcţionalităţii și utilităţii biomaterialelor de
reconstrucţie a defectelor osoase cranio-faciale (a firmeleor REMED PRODIMPEX SRL și
AVENA MEDICA SRL)
Demonstrarea funcţionalităţii și utilităţii metodei de reconstrucţie a defectelor osoase
cranio-faciale de dimensiuni mari cu implanturi personalizate fabricate din material compozit
armat cu fibră de sticla (FRC) a avut loc în cadrul unui Workshop organizat în data de 12 mai
2017 la care au participat activ toți partenerii din consorțiu și la care au fost invitați medici
rezidenți și specialiști de chirurgie orală și maxilo-facială, ingineri și chimiști din centrul
universitar Cluj-Napoca, cu experiență în cercetare, dar și tineri doctoranzi.
Partenerii au prezentat atât obiectivele specifice al proiectului PECIFCO, cât şi metodele
utilizate şi rezultatele obţinute în urma cercetărilor efectuate. Au fost trecute în revistă etapele
preliminare de dezvoltare și testare in vitro și in vivo a unor noi materiale compozite armate cu
fibre de sticlă, datele relevante care au stat la baza selectării compoziției finale, problemele care
au apărut pe parcursul cercetării și modalitățile prin care acestea au fost surmontate.
Pe parcursul cercetărilor, s-au formulat mai multe matrici organice diferite, pornind de la
monomeri de bază Bis-GMA și UDMA și monomeri de diluție TEGDMA și HEMA. Pentru
fiecare dintre matricile polimerice s-au studiat gradele de conversie obținute prin polimerizare
radicalică inițiată chimic și tratament termic postpolimerizare. Conversia obţinută în cazul FRC 3
(UDMA: Bis-GMA: TEGDMA= 6:1:3) a fost de 85,58% şi s-a situat peste valorile obişnuite
raportate în literatura de specialitate (63%). Acest aspect s-a datorat nu doar formulării
amestecurilor de răşini, ci şi particularităţilor procesului de polimerizare. Pentru materialele
compozite formulate s-au determinat de asemenea și cantitățile de monomeri reziduali care se
pot elibera într-un mediu hidrofil (ca şi fluidele tisulare). Cea mai redusă cantitate de monomeri
reziduali s-a înregistrat în cazul FRC 3 (0,04%) şi a fost sub valorile de referinţă din literatura de
specialitate (1,2 %). Ţinând cont de scopul de a obţine implanturi personalizate, cu forme şi
dimensiuni particulare, şi care să servească reabilitării morfo-funcţionale în cazul defectelor
osoase maxilo-faciale, s-a concluzionat că răşina R3 (pe bază de UDMA) a avut cea mai
favorabilă formulare, având cel mai mare grad de conversie și eliberând cea mai redusă cantitate
de monomer rezidual. Acest rezultat a fost validat atât in vitro, asupra două linii celulare diferite
cât şi in vivo, asupra ţesuturilor subcutanat, muscular şi osos. Rezultatele semnificativ statistice
privind păstrarea și chiar stimularea viabilității fibroblastelor dermice umane şi a celulelor stem
din pulpa dentară, au certificat lipsa de toxicitate a materialului dezvoltat şi selecţionat. Reacțiile
țestului subcutanat și muscular la implantarea FRC 3 au constat în principal în formarea unei
capsule fibroase, discret vascularizate, în peretele căreia s-au întâlnit rare celule inflamatorii. Mai
3
mult decât atât, capsula formată în jurul biomaterialelor implantate endoosos, a suferit un proces
de osificare pe schiţă encondrală.
Rezultatele protocoalelor microbiologice aplicate au sugerat că prin încorporarea
gentamicinei în compoziţia biomaterialului, acesta doândește calităţi antibacteriene. Efectul
antimicrobian s-a menţinut în timp, putând să prevină şi postoperator contaminarea microbiană a
implantului și să reducă rata infecţiilor în chirurgia reconstructivă a masivului facial. Analiza
morfologică şi structurală a materialelor compozite dezvoltate a demonstrat că fibrele de sticlă au
fost înglobate corespunzător în matricea polimerică. Studiul structurii biocompozitelor armate cu
fibre de sticlă a permis validarea ipotezei inițiale prin care compatibilizarea matricei organice cu
cea anorganică s-a realizat cu silanul A 174.
În ceea ce privește reconstrucţia defectelor osoase cranio-faciale de dimensiuni mari cu
implanturi personalizate fabricate din material compozit armat cu fibră de sticlă, s-a prezentat în
extenso experimentul animal, de la proiectarea defectului osos virtual, la transpunerea acestuia
in vivo și la reconstrucția sa cu implanturi personalizate realizate preoperator. De asemenea s-au
prezentat și analizat critic rezultatele legate de aspectele clinice ale reconstrucției (semne de
inflamație, infecție, rejet și impactul lor asupra stării generale a animalelor de experiență), dar și
informațiile furnizate de examinările complementare efectuate asupra situsurilor implantare :
CBCT, micro-CT, examen histopatologice. Au fost puse în evidență următoarele aspecte:
Materialul utilizat a fost bine tolerat din punct de vedere biologic. Semnele de inflamație,
infecție, necroză au fost absente. De asemenea nu s-au înregistrat fenome de rejet al
implantului.
Absența modificărilor neurologice și /sau ale statusului general al animalelor a fost de
asemenea apreciată
Calitatea tridimensională a reconstrucției, cu refacerea continuității structurilor osoase
afectate a fost excelentă și s-a certificat prin examinările CBCT pe diferite secțiuni (coronale,
axiale, sagitale). A fost de asemenea apreciată absența artefactelor pe examinarea CBCT.
Utilizarea softului, 3-matic®, vesiunea Research 10.0, (Materialise N.V., Leuven, Belgia)
pentru proiectarea computerizată a implantului personalizat a fost elementul cheie care a
asigurat o calitate superioară a reconstrucției tridimensionale.
La nivelul situsului receptor nu s-au decelat fenomene de rezorbție osoasă, ceea ce indică, pe
lângă aspectele legate de bioacceptarea materialului, și o compatibilitate bună din punctul de
vedere al proprietăților mecanice.
Creșterea densității minerale osoase periimplantare, demonstrată prin examinarea micro-CT,
a fost explicată pe baza efectului stimulator al materialului asupra patului receptor. Formarea
de os cortical viabil la interfața situs receptor-implant a certificat suplimentar excelenta
bioacceptare a materialului de către țesuturile osoase
Cooperarea între partenerii acestui consorțiu a condus la surmontarea barierelor legate de
proiectarea și realizarea practică a implanturilor personalizate
4
Această nouă metodă intervențională poate să devină accesibilă masei largi a pacienților, ca o
alternativă superioară, dar și eficientă din punctul de vedere al costurilor, la metodele
tradiționale de tratament.
IV.3. Testarea funcţionalităţii și utilităţii tehnologiilor de fabricaţie a matriţelor pentru
reconstrucţia defectelor osoase cranio-faciale
Aceste activităţi de cercetare derulate în etapa 4/2017 în cadrul proiectului PECIFCO, au
urmărit să testeze în ce măsură, tehnologiile neconvenţionale de fabricaţie a matriţelor, pot fi
utile şi eficiente pentru reconstrucţia defectelor osoase cranio-faciale.
Figura 1 ilustrează un set de matriţe fabricate de către partenerul UTCN, prin pulverizare
de metal topit, cu scopul de a putea fi utilizate pentru a obţine prin injecţie implanturi medicale
personalizate.
Fig. 1. Matriţe fabricate la UTCN, pentru a obţine implanturi personalizate
Figura 2 ilustrează tipul defectului selectat de către coordonatorul UMF, pentru care s-au
fabricat matriţele prezentate în figura 1, necesare pentru a fabrica implanturile personalizate, cu
care s-au efectuat teste in vivo pe model experimental.
Fig. 2. Studiu de caz – Model experimental animal
5
S-au efectuat cercetări privind testarea funcţionalităţii şi utilităţii acestor tehnologii şi
matriţe. Pentru testele experimentale s-a utilizat maşina de injecţie de tip MCP-100KSA (din
dotarea Departamentului Ingineria Fabricaţiei), iar pentru fabricaţia matriţelor prin pulverizare
de metal topit, s-a utilizat un pistol de pulverizare de tip MK8 Spray Gun.
S-a încercat injectarea de materiale biocompatibile, peste materialele de armare, fixate
anterior în cuibul matriţei. Rezultatele acestor cercetări experimentale nu au fost la fel de bune,
ca şi cele obţinute prin metoda de tipărire 3D indirectă, când implanturile din compozite au fost
formate prin depunere succesivă a straturilor peste matriţa inferioară, calibrarea finală a grosimii
implantului realizându-se prin presarea acestuia între cele 2 matriţe, înainte de introducerea în
cuptor, pentru solidificarea prin polimerizare.
Figura 3 ilustrează modul de obţinere a impanturilor din materiale compozite, prin
tipărire 3D indirectă, care însă necesită o postprocesare ulterioară pe maşina de tăiere cu jet de
apă, pentru tăierea precisă a conturului noului impant.
Fig. 3. Implanturi fabricate din materiale composite, prin tipărire 3D indirectă
IV.5. Elaborarea documentaţiei tehnice pentru fabricaţia rapidă a modelelor şi matriţelor
necesare fabricaţiei implanturilor personalizate
Partenerul UTCN a elaborat documentaţia tehnică pentru fabricaţia rapidă a modelelor
master prin sinterizare selectivă cu laser, pentru care s-a utilizat echipamentul SLS Sinterstation
2000, disponibil în cadrul DIF (Departamentul Ingineria Fabricaţiei – UTCN). Atât
caracteristicile materialului sub formă de pulbere utilizat, cât şi seturile de parametri tehnologici
şi procedurile de procesare şi postprocesare, au fost optimizate şi testate de către partenerul
UTCN.
6
Fig. 4. Fabricarea modelelor master, pentru aplicaţii medicale, UTCN
Tehnologia de fabricare rapidă a matriţelor prin MST, matriţe MST, cuprinde
următoarele etape principale:
Fixarea modelului master pe o placă din lemn şi materializarea planului de separare
dintre cele 2 semimatriţe;
Pulverizarea de metal topit peste modelul master, până se obţine o crustă metalică de
circa 1 mm grosime;
Întărirea spatelui matriţei, prin turnarea de răşini armate (cu granule de aluminiu), care se
toarnă peste stratul de metal (într-o cutie din lemn, confecţionată în jurul modelului master);
Solidificarea matriţei, prin polimerizare în cuptor;
Analog se repetă aceste operaţii, pentru a obţine cealaltă semimatriţă.
Figura 5 ilustrează maşina de injecţie de tip MCP-100KSA, pistol de pulverizare de tip
MK8 Spray Gun şi un exemplu de implant personalizat obţinut la UTCN, cu astfel de matriţe
fabricate rapid prin metode inovative.
Fig. 5. Fabricarea matriţelor şi a implanturilor personalizate, UTCN
Partenerul UTCN a elaborat de asemenea procedura tehnică de fabricare a unor şabloane
speciale necesare pentru decuparea defectului osos, acestea fiind foarte importante pentru reuşita
operaţiei de implantare şi implicit pentru testarea noilor implanturi pe model experimental
animal.
7
Proiectarea acestor şabloane trebuie să ţină cont de lăţimea instrumentului utilizat de
chirurg, de forma şi dimensiunile şabloanelor fabricate, dar şi de metoda de fixare a
implanturilor, care trebuie să se potrivească perfect şi să se fixeze printr-o presare uşoară.
Fig. 6. Proiectarea şi fabricaţia prin SLS a şabloanelor, UTCN
IV.6 .Realizarea prototipului pentru implantul personalizat de tip compozit armat cu fibră
de sticlă în vederea utilizării acestuia în reconstrucţia defectelor osoase cranio-faciale
1. Fluxul tehnologic la obţinerea implantului FRC prototip
În urma rezultatelor prezentate în fazele precedente, s-a selecţionat o rășină de
impregnare cu iniţiere chimică a polimerizării pentru obţinerea compozitelor armate cu ţesatură
de fibră de sticlă, pe bază de amestec de oligomeri Bis-GMA1,2 purificat, dimetacrilat de
trietilenglicol (DMTEG), polimetacrilat de metil (PMMA), hidroxiapatita (HA), ZrO2 ca element
radioopacizant și gentamicină pentru asigurarea efectului antimicrobian.
Din rășina de impregnare și ţesătura de fibră de sticlă E (Twill 200 g/m2) a fost confecţionat
implantul personalizat prin tehnica laminării.
În figura 7, este reprezentat fluxul tehnologic de obţinere a implantului prototip de tip
FRC.
8
Fig. 7. Reprezentarea schematică a fluxului tehnologic de obţinere a implantului prototip
FRC
S-au preparat două paste de vâscozitate mică, una conţinând iniţiatorul de polimerizare,
peroxidul de benzoil (POB), iar cealaltă conţinând acceleratorul de polimerizare, N,N
dididroxietil-p-toluidină (DHEPT). Peste un strat de rășină A s-a așezat un strat de ţesătură de
fibră de sticlă, apoi un strat de rășină B, peste care s-a așezat un alt strat de ţesătură ș.a.m.d. până
la atingerea înălţimii dorite. După realizarea laminatului, acesta s-a introdus într-un cuptor
electric pentru intarire (pentru polimerizarea monomerilor). În final a rezultat implantul
confecţionat din compozit armat cu ţesătură de fibră de sticlă (FRC).
Implantul pe bază de FRC, s-a extras în solvent (alcool etilic sau acetonă) timp de 24 ore
la temperatura camerei, în vederea îndepărtării monomerului rămas nereacţionat (monomer
rezidual). În urma experimentelor s-a constatat că în cazul probelor care conţin în matricea
9
organică polimerul PMMA pe lângă Bis-GMA şi TEGDMA, cantitatea de gentamicină eliberată
în acetonă este mai mare decât în alcool etilic (faza 3).
2. Bilanţul de materiale
În tabelul 1 este redat bilanţul de materiale pentru obţinerea celor două paste componente
ale răşinii de impregnare. Pentru obţinerea implantului prototip FRC se consideră obţinerea unor
cantităţi de 100 g din fiecare pastă în instalaţia descrisă în faza precedentă.
Tabel 1. Bilanţul de materiale la obţinerea rășinii de impregnare folosită pentru obţinerea unui
implant prototip
Materiale intrate [g] Materiale
ieșite
Materiale intrate [g] Materiale
ieșite
Bis-GMA1,2 17,82
Pastă A
Bis-GMA1,2 17,82
Pastă B
DMTEG 23,16 DMTEG 23,16
DHEPT 0,60 POB 0,60
HA 6,60 HA 6,60
PMMA 17,82 PMMA 17,82
ZrO2 12,00 ZrO2 12,00
sulfat de
gentamicină
22,00 sulfat de
gentamicină
22,00
TOTAL 100g 98 g 100g 98 g
Bis-GMA1,2 (2,2-bis[4-(2-hidroxi-3-metacriloxipropoxi)fenil]propan) - reprezintă monomerul de
bază al rașinii; constă dintr-un amestec de oligomeri dimetacrilici aromatici. Este obţinut şi a fost
caracterizat în cadrul departamentului de “Compozite Polimerice” a Institutului de Cercetări în
Chimie “Raluca Ripan”.
DMTEG ( dimetacrilat de trietilen glicol - Aldrich)- reprezintă monomerul de diluţie
PMMA (polimetil metacrilat) - polimer liniar care formează cu Bis-GMA o matrice semi-
interpenetrantă, cu densitate de reticulare mică.
HA (hidroxiapatită) - obţinută şi caracterizată în cadrul departamentului de “Compozite
Polimerice” a Institutului de Cercetari în Chimie “Raluca Ripan”.
ZrO2 (oxid de zirconiu- Riedel-de Haën) - agent radioopacizant
Sulfat de gentamicină (BioChemica)-antibiotic
POB- (peroxid de benzoil - Merck)- iniţiator de polimerizare
DHEPT ( N,N-dihidroxietil-p-toluidina - Aldrich)- accelerator de polimerizare
10
Pentru 100 g materiale introduse în instalaţia pilot, au rezultat 98 g de răşină de
impregnare (pasta A, respectiv pasta B); randamentul obţinerii răşinii de impregnare fiind de
98% (2% reprezentând pierderile de pastă de pe pereţii reactorului).
3. Caracterizarea implatului prototip
3.1.Caracterizarea structurii implantului prototip
Caracterizarea structurală a implantului prototip prin microscopie electronică de baleiaj
înainte și după extragerea monomerului rezidual în acetona este arătată în fig. 8 a și 8b.
Fig.8a X100 x250
x500
Fig.8b X100 X500
X1000
În fig 8a se poate vedea dispunerea ţesăturii de sticlă sub stratul exterior de rășină intărită,
în urma îndepărtării parţiale a acesteia prin acţiune mecanică. În figura 8b se poate observa
implantul prototip după extragerea monomerului rezidual în acetonă timp de 8 ore. În urma
extracţiei monomerului rezidual nu se constată gonflarea polimerului la suprafaţa, textura probei
11
rămânând relativ netedă, prezentând pori, majoritatea cu dimensiuni ub 1 micron, alături de
câţiva pori mai mari cu dimensiuni de până la câţiva microni.
3.2.Caracterizarea fizico-chimică a implantului prototip
Conţinutul de monomer rezidual şi respectiv cantitatea de gentamicină eliberată dupa 14
zile de la extracţia implantului prototip sunt prezentate în tabelul 2:
Tabel 2. Monomerul rezidual şi cantitatea de gentamicină eliberată după 14 zile
Proprietate
Implant
prototip
Bis-GMA
rezidual,
%
TEGDMA
rezidual,
%
Cantitatea de gentamicină eliberată
după 14 zile, mg
Valoare 2,50 1,45 15,03
Metodele de determinare ale monomerilor reziduali, precum şi a cantităţii de gentamicină
eliberaă în timp s-au prezentat în faza precedentă a proiectului.
Rezultatele obţinute în cazul implantului prototip reproduc valorile obţinute în cazul
probei 4B (selecţionată în faza precedentă) realizată la scară mică, fapt ce validează tehnologia şi
compoziţia propusă pentru implantul personalizat.
IV.7 Pregătirea elaborării unui brevet de invenţie
IV.8 Participare la elaborarea unui brevet de invenţie
Partenerii UMF, UBB şi UTCN au participat la activităţile de cercetare care au condus la
posibilitatea elaborării unui brevet de inventive, pentru care a fost depusă documentaţia la OSIM.
Revendicările solicitate în cadrul acestei cereri de brevet se referă la
1. Compoziţie de răşină de impregnare utilizată pentru confecţionarea materialului compozit
armat cu ţesatură de fibră de sticlă destinat utilizării ca implant cranio-facial
2. Material compozit armat cu fibre de sticlă destinat fabricării de implanturi cranio-faciale
personalizate, cu efect antibacterian şi de stimulare a viabilităţii şi diferenţierii osteogenice a
celulelor stem
3. Model animal (pentru specia Oryctolagus cuniculus) de defect osos calvarial critic
12
4. Metoda de fabricaţie a implanturilor cranio-faciale personalizate din compozite ranforsate
cu fibra de sticlă
Descrierea detaliată a acestor revendicări şi desenele aferente, sunt incluse în cererea de
brevet depusă la OSIM de către partenerii proiectului PECIFCO.
A 00607/2017 "Materiale și metodă de fabricație a implanturilor cranio-faciale
personalizate din compozite ranforsate cu fibră de sticlă”. Alexandru Horațiu Rotar, Grigore
Băciuț, Mădălina Anca Lazar, Cristina Prejmerean, Mărioara Moldovan, Doina Prodan , Nicolae
Bâlc, Paul Bere
IV.9. Diseminarea rezultatelor/ Educarea absolvenţilor licenţiaţi şi implicarea studenţilor
doctoranzi în domeniul cercetării
Prezentări orale
1. Lazăr MA, Băciuţ M, Băciuţ G, Rotaru H, Roman R, Armencea G, Berce C, Bosca B, Prodan
D, Prejmerean C, Bâlc N. Bone reconstruction- might composites be a good choice?. Napoca
Biodent International Symposium of Dentistry, Cluj-Napoca, România 2017.
2. Prodan D, Moldovan M, Filip M, Vlassa M, Popescu V, Prejmerean C. The formulation and
characterization of two monomer mixtures, as precursors of the endodontic sealers
materials. Napoca Biodent International Symposium of Dentistry, Cluj-Napoca, România
2017
3. Lazăr MA, Rotaru H, Roman R, Armencea G, Bosca B, Berce C, Prejmerea C, Prodan D,
Bâlc N, Bere P. "Biological behavior of new E-glass fiber reinforced composite for cranio-
facial bone reconstruction". COST MP1301 NEWGEN "Biomaterials for Dental and
Orthopedic Applications", Cluj-Napoca, România, 2017
4. Rotaru H, Lazăr M, Bâlc N, Prejmerean C, Berce C, Fodor L, Florian St.: New fiber
reinforced composite material for custom-made craniofacial implants. 22nd Annual
Congress of EM: "New Prospectives in Neurotraumatology", Pavia, Italia, 2017
5. Bâlc Nicolae, Design for Additive Manufacturing and AM Applications Developed at TUC-
N, invited keynote speaker - MSE Conference, Sibiu 2017
Articole publicate
ISI
1. Bogdan Baldea, Laura Silaghi-Dumitrescu, Gabriel Furtos. Fracture load and force load at
upper yield of alkaline-resistant glass fiber-reinforced endodontic posts. Polymer
Composites, Volume 38, Issue 2, February 2017, Pages: 260–267
13
ISI proceedings
1. Nicolae Bâlc and Cristian Vilău, Design for Additive Manufacturing, to produce assembled
products, by SLS; MSE Conference-Sibiu, MATEC Web Conf., Vol. 121, 04002, 2017;
doi.org/10.1051/matecconf/201712104002
Teze doctorat
1. Kessler Julia, "Research on improved lattice structure parts, made by Selective Laser
Melting", Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca”, Cluj-Napoca, 2017.
2. Vilău Cristian, "Optimizarea proiectării industriale, utilizând metodele de analiză statică și
dinamică ale sistemelor CAD", Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca”, Cluj-Napoca, 2017;
Lucrari de licenţă
1. Simu C, Cercetări privind proiectarea matrițelor pentru injectarea pieselor din mase plastic,
Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Facultatea Construcții de Mașini, Specializarea TCM
Alba Iulia, 2017.
2. Vasc Anda Maria, The improvement of the surface roughness of the dental bridges made by
SLM, using metallic powders, (Imbunatatirea calitatii suprafetelor aferente puntilor dentare
fabricate prin SLM, din pulberi metalice), UTCN, Facultatea Construcții de Mașini,
Specializarea TCM engleză, 2017
3. Apostol N. Georgiana Alice, Manufacture the composite materials parts, by 3D printing
technologies (Fabricarea pieselor din materiale compozite prin tiparire 3D) , UTCN,
Facultatea Construcții de Mașini, Specializarea TCM engleză, 2017
4. Prunean A. Simon Aurel, Study of lattice structures usability in medicine, manufactured by
SLM, (Studiul privind fabricarea prin SLM a structurilor lattice utilizabile in medicina) ,
UTCN, Facultatea Construcții de Mașini, Specializarea TCM engleză, 2017;
Lucrări de disertaţie
1. Mariş George Ionel, Cercetări privind realizarea tuburilor din materiale compozite armate
cu fibre prin procedee neconvenționale, UTCN, Facultatea Construcții de Mașini,
Specializarea Master Design, 2017.
2. Moldovan I. Cătălin Ionut, Study on 3D printing of composite materials, (Studiu privind
printarea 3D cu materiale compozite), UTCN, Facultatea Construcții de Mașini,
Specializarea: Inginerie virtuală şi fabricaţie competitivă - engleză, 2017.
3. Ivan S. Sergiu Vasile, Experimental researches regarding manufacturing of casting shells
through selective laser sintering out of ceramic powders, (Cercetări experimentale privind
14
fabricaţia de matriţe pentru turnare prin sinterizare selectivă cu laser din pulberi ceramice),
UTCN, Facultatea Construcții de Mașini, Specializarea: Inginerie virtuală şi fabricaţie
competitivă - engleză, 2017.
4. Bonda M. Andrei Lucian, Feeding system and laser beam cutting of the customized parts
(Sistem de alimentare pentru debitarea cu fascicul laser a reperelor unicate), UTCN,
Facultatea Construcții de Mașini, Specializarea: Inginerie virtuală şi fabricaţie competitivă -
engleză, 2017.
5. Puşcaş Ciprian, Design and analysis of the heating system for extrusion (Proiectarea si
analiza unui sistem de incalzire pentru extrudare), UTCN, Facultatea Construcții de Mașini,
Specializarea: Inginerie virtuală şi fabricaţie competitivă - engleză, 2017.
6. Zaharia Bogdan, Proiectarea tehnologiei inovative de fabricatie a reperului „suport”,
necesar la SC Michelin Zalau, UTCN, Facultatea Construcții de Mașini, Specializarea:
Procese de producţie inovative şi managementul tehnologic, 2017.
7. Rotari Alexandru, Fabricatia componentelor prototipului AIR CARGO TRANSYLAVIA,
UTCN, Facultatea Construcții de Mașini, Specializarea: Procese de producţie inovative şi
managementul tehnologic, 2017.
Concluziile generale rezultate în urma derulării proiectului PECIFCO evidenţiază
următoarelele aspecte importante:
Noile metode de fabricaţie rapidă prin tipărire 3D indirectă se pot utiliza cu success,
pentru a obţinerea de implanturi cranio-faciale personalizate, din materiale compozite
ranforsate cu fibră de sticlă;
Rezultatele testelor au fost bune şi s-a validat metoda de obținere a implanturilor
personalizate prin prototipare rapidă
S-a obţinut o calitate bună a reconstrucției în ceea ce privește suprafața și volumul
Noile materiale compozite sunt bine tolerate din punct de vedere biologic, fără semne de
inflamație/ rejet şi fără modificări ale statusului general si/sau neurologic al animalelor
Biocompozitele polimerice armate cu fibre de sticlă sunt potrivite, atât din punct de
vedere biologic, cât și mecanic, pentru a fi utilizate ca și substituenți osoși în
reconstrucția defectelor scheletice din teritoriul cranio-maxilo-facial.
Cluj-Napoca
Septembrie 2017
Director de proiect,
Conf. Dr. Horațiu Rotaru