Uso da microtomografia computadorizada de ossos de animais para caracterização e prototipagem de modelos biológicos para fins didáticos Documento uri icon

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  • doctoral thesis

abstrato

  • A caracterização e a correta classificação de várias espécies de animais só são possíveis através do estudo das características morfológica de seus ossos. Estes estudos tradicionalmente são feitos através da separação dos tecidos ósseos dos demais tecidos biológicos da amostra e posterior medição. É muito comum o uso de técnicas como a diafanização e a maceração no estudo de vertebrados. Esses processos, apesar de amplamente utilizados, são processos destrutivos que em muitos casos não podem ser aplicados devido a raridade da amostra ou devido ao tamanho reduzido dos ossos analisados. Para contornar estas limitações o uso de técnicas de diagnósticos por imagens não destrutivas tem sido amplamente utilizado para a obtenção das informações volumétricas internas e externas dos ossos. Neste trabalho utilizamos a Microtomografia Computadorizada, evitando assim sua destruição e tendo um arquivo para uso em qualquer momento. Agregando a este cenário uma crescente oferta de tecnologias para prototipagem rápidas a custos cada vez mais reduzidos, torna possível, com auxílio de software de CAD, a construção de modelos biológicos que permitem a reprodução de inúmeras réplicas da estrutura óssea estudada. Estes modelos podem ser reproduzidos em diferentes dimensões, posições e materiais, tanto na parte externa como interna do osso. Este trabalho propõe uma metodologia para a construção e a obtenção do modelo tridimensional a ser prototipado. Os protótipos deste trabalho foram produzidos em uma impressora 3D de tecnologia FDM, utilizando como matéria prima filamentos de ABS. Os resultados obtidos com metodologia proposta geraram protótipos de qualidade e fidelidade alcançando uma precisão média de 97,07% em relação as dimensões do exemplar microtomografado, permitindo sua fácil reprodução em diferentes tamanhos e a baixo custo.
  • The characterization and correct classification of several species of animals are only possible through the study of the morphological characteristics of their bones. These studies are traditionally done by separating the bone tissues from the other biological tissues of the sample and subsequent measurement. It is very common to use techniques such as diaphanization and maceration in the study of vertebrates. These processes, although widely used, are destructive processes that in many cases can t be applied due to the rarity of the sample or the reduced size of the analyzed bones. To overcome these limitations, the use of non-destructive diagnostic imaging techniques has been widely used to obtain internal and external volumetric information of bones. In this work we use the Computerized Microtomography to acquire 3D images of these animals, thus avoiding their destruction and having a file for use at any time. Adding to this scenario a growing supply of technologies for rapid prototyping at increasingly reduced costs, makes possible, with the help of CAD software, the construction of biological models that allow the reproduction of countless replicates of the studied bone structure. These models can be reproduced in different dimensions, positions and materials, both inside and outside the bone. This work proposes a methodology of seven sequential and not mandatory steps for the construction and obtaining of the three-dimensional model to be prototyped. The prototypes of this work were produced in a 3D printer of FDM technology, using ABS filaments. The results obtained with proposed methodology generated prototypes of quality and fidelity, achieving an average precision of 97.07% in relation to the size of the microtomographed specimen, allowing its easy reproduction in different sizes and at low cost.

data de publicação

  • 2017-01-01