14
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.

Raport de cercetare, ș ă faciale personalizate obţinute ... · morfologică şi structurală a materialelor compozite dezvoltate a demonstrat că fibrele de sticlă au fost înglobate

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

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