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Bioengenharia - Adaptação e aplicação de ferramentas de engenharia à Saúde

Publicado: Sexta, 11 de Julho de 2014, 11h44 | Acessos: 5965

A Bioengenharia, outra linha de pesquisa no contexto do programa ProMed, consiste na adaptação e na aplicação de ferramentas de engenharia, tais como a modelagem 3D virtual e a simulação mecânica computacional, para a solução de problemas relacionados com a anatomia. Tais ferramentas já têm sido utilizadas para os desenvolvimentos e soluções nas diversas aplicações de engenharia. No entanto, seu uso para avaliar aspectos biomecânicos e biológicos ainda necessita de adaptações e pesquisas. Dessa forma, a DT3D tem desenvolvido técnicas de adaptação para viabilizar o uso integrado de ferramentas computacionais de engenharia para a bioengenharia.

Além disso, trabalhos de pesquisa de pós-graduação, realizados em conjunto com várias universidades, têm contribuído para os desenvolvimentos internos, tais como  metodologias inovadoras para uso específico em bioengenharia. Um exemplo dessas metodologias denomina-se BioCAD – um conjunto de regras básicas de identificação e representação de geometrias anatômicas. Isso viabiliza o aproveitamento de ferramentas e representações disponíveis em aplicações de projeto 3D assistido por computador (CAD) de engenharia para a representação de modelos 3D anatômicos com alta qualidade e complexidade a partir de dados de exames de imagens médicas ou outras fontes de informação 3D digitalizada.

O BioCAD vem possibilitando a geração de modelos anatômicos altamente complexos, mas, ainda assim, bastante adequados para a realização de simulações biomecânicas computacionais utilizando o método dos elementos finitos (MEF). Essa ferramenta de simulação possibilita a observação virtual do comportamento biomecânico de estruturas modeladas no computador, viabilizando o estudo com uso reduzido de ensaios reais, o que é bastante crítico em se tratando de estruturas anatômicas. Além disso, o aprimoramento contínuo resultante do uso intenso dessas ferramentas nas atividades de pesquisa da DT3D vem possibilitando seu uso em aplicações práticas para o projeto e o desenvolvimento de soluções de problemas específicos. Exemplo dessas aplicações são os casos cirúrgicos de pacientes que necessitam de dispositivos ou subsídios tecnológicos especiais para que se obtenha uma solução de alta qualidade tanto do ponto de vista de funcionalidade quanto estético.

Novas fronteiras têm sido investigadas na bioengenharia, principalmente para a biofabricação e processos de bioimpressão, os quais aliam avanços tecnológicos da engenharia de fabricação, tais com a prototipagem rápida, com as características inovadoras de aplicações biológicas, como os biomateriais e células. Nessa fronteira, a simulação computacional de fenômenos de interação mecanobiológica vem despontando como uma necessidade. A DT3D já integra pelo menos duas redes relacionadas a temas de biofabricação e dispositivos biomédicos, além de participar do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Biofabricação (INCT-Biofabris).

 

Contato:
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Telefone: +55 (19) 3746-6231

 

 

Campo de deslocamento em uma análise estrutural estática do acionamento de um aparelho ortodônico em maxila.

 

 

Campo de tensões em uma análise estrutural estática resultante do impacto de uma esfera contra um protetor facial para atividades esportivas
(Imagem vencedora do concurso "Unlock the Vault" Grand Prize Winner – primeiro lugar no concurso de imagem para o calendário em comemoração aos 20 anos de análise por elementos finitos da empresa NEi Nastran, NEi Software, EUA)

 

 

Malha de elementos finitos de um modelo de simulação para estudar o comportamento do conjunto placa-parafuso em ossos da face fraturados

 

 

Campo de tensões em uma análise estrutural estática de um modelo de simulação para estudar o comportamento do conjunto placa-parafuso em ossos da face fraturados

 

 

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