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Caracterização de superfície

Pesquisar a modificação das superfícies para desenvolver materiais de alto desempenho é um dos principais objetivos na caracterização de superfície atualmente. Semelhante ao controle de qualidade dos fabricantes, é necessário uma análise precisa de parâmetros, incluindo propriedades de superfície mecânicas, químicas e tribológicas: rugosidade, dureza, rigidez ou elasticidade, resistência, potencial/carga, estrutura e muito mais. A Anton Paar fornece diferentes soluções para caracterização de superfície, adequadas para pesquisadores e fabricantes.

Caracterização de superfície de biomateriais

Ao medir as propriedades de superfície de biomateriais, os pesquisadores e fabricantes enfrentam desafios especiais. Um objetivo importante é prever como um material reagirá quando implantado no corpo humano e como ele irá interagir com os tecidos biológicos, fluidos, etc. Os testes clínicos de resposta imune são caros e, portanto, medir tudo antes deles com o objetivo de prever o comportamento dos materiais é importante. Outros campos de pesquisa são dedicados ao desenvolvimento de materiais novos e melhores para avançar o tratamento de uma gama de doenças ou para fornecer melhores produtos médicos para seus clientes.

Estudos típicos sobre biomateriais incluem análise de rugosidade da superfície, medindo a dureza e as propriedades estruturais, mas também caracterização da carga da superfície, interação da superfície, propriedades hidrofóbicas e hidrofílicas e muito mais. A Anton Paar desenvolveu soluções especializadas para a análise de superfície de biomateriais, como próteses, implantes, tecidos, biopolímeros e biofilmes, dentes, várias aplicações oftálmicas e para dispositivos médicos, como stents, comprimidos e membranas.

Conseguindo os dados de análise corretos, torna-se possível entender os materiais e seu comportamento no nível molecular. Ter os dados certos e precisos tem um impacto enorme no conhecimento verdadeiro de um material e em ver como até mesmo mudanças sutis afetam o desempenho de um material. Descubra mais sobre a análise de uma gama de amostras biomédicas importantes a seguir.

Testes biomédicos: Aplicações

Materiais biocompatíveis incluem uma ampla gama de aplicações: de lentes de contato e suas soluções de armazenamento a tecido real e artificial, osso e cartilagem para implantes, próteses e dispositivos médicos, como stents. Cada um deles tem suas próprias características e desafios durante a análise.

Clique em um aplicativo para obter mais informações ou baixar o relatório de aplicação relevante para você.

Próteses, implantes, tecidos e biopolímeros
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Dentes e biofilmes
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Dispositivos médicos
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Aplicativos oftálmicos
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Desenvolvimento de implantes dentários melhores

Ao pesquisar revestimentos biocompatíveis para materiais de implantes, um parâmetro crucial é a interação do implante com seu ambiente biológico.

Você pode usar o analisador de potencial zeta de superfície SurPASS 3 para estudar a interação de proteínas em solução com o material de implante. Conhecimento profundo nesse campo permitirá que você desenvolva implantes dentários resistentes à formação de biofilme bacteriano e, portanto, ajudará a diminuir o risco de infecções e de falha de implantes.

Baixe a pasta de biomateriais do SurPASS 3 para ver como a análise do potencial zeta combina a determinação de cinética de adsorção com as características da camada de superfície adsorvida.

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Características mecânicas do esmalte do dente

A análise das propriedades mecânicas na superfície do esmalte tratado e abaixo dela é de grande interesse para os tratamentos dentários, como, por exemplo, em prevenção de cáries ou para o tratamento normalmente invasivo de lesões iniciais de cáries.

A nanoindentação é um dos métodos mais adaptados para esses exemplos e oferece informações claras sobre o gradiente de dureza do esmalte do dente (dureza do dente). Os dados obtidos da análise são a base essencial para selecionar novos materiais para materiais de reparo dos dentes.

Baixe o relatório de aplicação para ver como o testador de nanoindentação de bancada NHT³ Tem sido usado para um estudo relacionado.

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Um método claro de teste para o controle de qualidade dos revestimentos dos stents

Os stents são aplicativos médicos em massa. Eles estão sujeitos a regulamentação rígida das autoridades estatais, como a FDA e precisam ser aprovados em todos os controles de qualidade rígidos, antes de poder ser usados no paciente.

O teste de resistência a riscos é um dos poucos métodos que podem verificar a adesão de um revestimento e, portanto, garantir uma duração suficientemente longa do implante. Para garantir que os stents se comportarão conforme necessário, por exemplo, liberando certos produtos químicos, e que não estão danificados no corpo, a adesão e a resistência a riscos do revestimento são medidas com um Testador de riscos nano NST³.

Baixe o relatórios de aplicação para ver como os stents podem ser montados no testador de resistência a riscos e como a carga crítica do revestimento é determinada.

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Biocompatibilidade de membranas de hemodiálise

Se quiser provar a existência de uma certa modificação de superfície que melhora a biocompatibilidade na superfície interna de uma membrana de hemodiálise, as medições do potencial zeta são o método de análise certo para você.

O potencial zeta é sensível, mesmo a pequenas alterações na química da superfície. A medição do potencial zeta ajuda, portanto, na melhoria da biocompatibilidade das membranas de hemodiálise. Contentores de amostra exclusivos para membranas de fibra oca possibilitam caracterizar diretamente a superfície interna das membranas.

Você pode realizar facilmente medições de potenciais zeta com o analisador eletrocinético SurPASS 3.

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Mais sobre o potencial zeta, no geral, é explicado neste artigo do Wiki:Potencial zeta

Melhoria do conforto no uso de lentes de contato

As lentes de contato gelatinosas são usadas por muitas pessoas. O conforto ao usá-las é essencial para todos que usam essas lentes diariamente.

O atrito e a elasticidade são fatores importantes para determinar o conforto no uso. Com resolução excelente e características especiais orientadas à pesquisa, como força controlada vs. Medições detalhadas, você obtém entendimento detalhado das lentes de contato. Em seguida, você poderá usar os resultados para melhorar suas propriedades de atrito para atender seus clientes ainda melhor.

Baixe o relatório de aplicação para ver como o nanotribômetro NTR³ E um bioindentador UNHT³ Bio (com um contentor de amostra de lentes de contato especial) são usados para essa pesquisa.

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Comportamento de envelhecimento de lentes de contato

As lentes de contato geralmente devem ser usadas durante um certo período de tempo (por exemplo, um mês ou um ano). Elas devem estar tão boas no último dia de uso como estavam no primeiro e é por isso que seu comportamento de envelhecimento é de grande interesse.

O envelhecimento dos materiais normalmente é difícil de estimar, mas saber a elasticidade de um material fornece uma informação científica válida sobre o processo de envelhecimento. O bioindentador UNHT³ Bio mede a elasticidade de uma lente de contato. Esses dados podem ser usados para verificar a mudança de propriedades mecânicas devido ao envelhecimento.

Baixe o relatório de aplicação para ver como o bioindentador pode ser usado para caracterizar o comportamento mecânico das lentes de contato e de biomateriais.

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Teste do hidrogel em condições reais

O teste do hidrogel é visto como complicado, devido à dificuldade de montá-los dentro ou sobre um contentor de amostra e porque mesmo alterações muito pequenas na pressão exercida no hidrogel pode levar a uma influência significativa sobre suas propriedades tribológicas.

Resultados de testes precisos, não influenciados por fatores externos, são obtidos com um tribômetro MCR Com um contentor de amostra especial para hidrogels. Além disso, permite uma adaptação ideal em condições reais em termos de pressão de contato, velocidades de solidificação e temperatura e tem uma alta sensibilidade ao medir o atrito, especialmente sobre uma ampla gama de velocidades de deslizamento, de alguns nm/s a um excesso de m/s.

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Simulação de condições humanas ao testar fluidos de lentes de contato

As soluções oftálmicas precisam ter pouco atrito e é diferente representar as condições humanas em uma máquina. No entanto, a necessidade de testar essas soluções surge de aspectos econômicos e de conforto.

Um tribômetro MCR mede o coeficiente de atrito em diferentes velocidades de deslizamento e em forças normais. Seu recurso de baixa velocidade extrema permite caracterizar o atrito estático e o atrito cinético. Na maioria dos casos, o atrito de limites determinado de forma precisa é vital para testar o desempenho geral do fluido.

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Investigação do tecido (humano) para pesquisar a evolução e o tratamento de doenças

As propriedades de tecidos humanos e artificiais são um amplo campo, enquanto os pesquisadores do mundo todo trabalham para entender e curar doenças de todos os tipos.

Muitos tecidos humanos estão sujeitos a carregamento mecânico e sua caracterização mecânica pode fornecer informações valiosas para evoluções, tratamentos e desenvolvimento de doenças de próteses valiosas (implantes, químicas combinatórias). A falta inicial de instrumentação sensível nessa área foi abordada recentemente pela Anton Paar com o bioindentador UNHT³ Bio.

Baixe o relatórios de aplicação para ver como ele é usado para testar os tecidos e seus possíveis materiais de prótese.

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Métodos de teste para o desenvolvimento de medicação para osteoporose

A osteoporose é a redução da dureza do osso (aumento da fraqueza do osso) na maioria dos casos devido à idade.

Os princípios ativos das medicações têm um efeito direto nas características do osso, portanto, a dureza do osso, o módulo de elasticidade do osso e a deformação do osso são parâmetros importantes no desenvolvimento de nova medicação. A análise de alta resolução desses parâmetros é um suporte essencial de resultados de pesquisa ao requisitar patentes ou promover novas substâncias ativas para testar processos ou lançar no mercado.

Todos os parâmetros podem ser medidos com o bioindentador UNHT³ Bio: módulos de elasticidade e propriedades de deformação dos ossos.

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Benefício adicional para os pesquisadores: A Anton Paar coopera muito com várias universidades para desenvolver materiais de osso artificial para finalidades de pesquisa. Essas cooperações proporcionam acesso a know-how e a desenvolvimentos especiais, como contentores de amostra para amostras complexas e para nos ajudar a desenvolver soluções individuais para você, caso precise. Entre em contato com o representante da Anton Paar para obter mais informações.

Como encontrar substitutos acessíveis em termos médicos e econômicos para cartilagem

A busca por um substituto para material de cartilagem ainda está em andamento. No entanto, problemas como preparação e montagem das amostras tornam a investigação das propriedades mecânicas da cartilagem desafiadora. Além disso, ao lidar com fluidos biológicos, o volume de amostra disponível para teste é limitado. Tudo isso pede uma configuração de teste adequada.

Os recursos de baixa velocidade e baixo torque do tribômetro MCR compõem uma configuração de teste econômica e rápida, que oferece possibilidades únicas para testes de atrito e de desgaste de cartilagem natural e artificial, além de substitutos dos fluidos sinoviais.

Baixe os relatórios de aplicação para ver como o MCR é usado para a investigação biotribológica da cartilagem.

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Equipamentos de teste para laboratórios e fabricantes de materiais biocompatíveis

Os biomateriais normalmente são sensíveis, facilmente influenciados por fatores externos e difíceis de montar em instrumentos de medição. Isso pede equipamentos de teste altamente precisos que possam ser facilmente adaptados para amostras como lentes de contato, gels, tecidos, fluidos e muito mais.

A Anton Paar oferece instrumentos especializados que são amplamente usados em laboratórios de testes de biocompatibilidade:

Uma gama de retentores de amostra especiais para lentes de contato, hidrogels e outros acessórios está disponível para oferecer suporte de forma ideal aos laboratórios em suas pesquisas biomédicas, além de suporte a fabricantes em processamento e controle de qualidade de biomateriais.

Se desejar testar nossos instrumentos na prática, consulte os seminários e as ofertas no Anton Paar Technical Centers ou entre em contato direto com um representante da Anton Paar para solicitar mais informações ou um demo:

Entre em contato conosco

Seminários Via Web

Caracterização de superfície de dentes e ossos

Participe deste seminário online gratuito que aborda desde aspectos teóricos até conhecimentos práticos sobre aplicações específicas. Por favor, note que este seminário online será realizado em Inglês.

Ideal para fusos horários europeus e asiáticos
Data: 2019-07-02, 09:00 - 09:45 (CEST UTC+02)
Idioma: Inglês
Registrar-se
Ideal para fusos horários americanos
Data: 2019-07-02, 16:00 - 16:45 (CEST UTC+02)
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Soluções em caracterização de superfícies da Anton Paar

Microscópio de força atômica (AFM)

Tecnologia para pesquisa, especialmente concebida para reduzir a complexidade

Os microscópios de força atômica fornecem imagens 3D reais sobre topografias de superfície, ao fornecer informações sobre propriedades como rugosidade ou rigidez.

O AFM é visto como um método exigente e, por isso, a Anton Paar adotou uma nova abordagem para a tecnologia ao reduzir a complexidade no funcionamento do instrumento e, assim, abrir esta técnica para novos grupos de usuários.

O resultado é um microscópio de força atômica que facilita sua vida sempre que possível: Ele automatiza etapas complexas e oferece um alto nível de usabilidade em todo o fluxo de trabalho de medição – a tecnologia de pesquisa que agora é fácil de usar e acessível a todos os tipos de usuários.

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Tribologia

Estudo de materiais em condições de serviço com todas as geometrias de medição necessárias

Para obter informações sobre o desempenho de um material sob as influências de várias condições externas, como temperatura e umidade, o conhecimento do comportamento tribológico é essencial. Os tribômetros determinam as propriedades de atrito, desgaste e lubrificação de todos os tipos de materiais.

A longa experiência da Anton Paar é refletida em uma linha de instrumentos que abrange modelos tradicionais de pino sobre disco até modelos para altas temperaturas, nanomateriais, aplicações de umidade e vácuo, bem como um tribômetro MCR que combina tribologia com reologia.

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Teste de resistência a riscos

A melhor visualização possível de um risco, em plena conformidade com as normas internacionais

Os medidores de resistência a riscos são usados para caracterizar os sistemas de substratos de películas em termos de adesão de revestimento, resistência a riscos e a danos. Os medidores de resistência a riscos da Anton Paar destacam-se por suas tecnologias patenteadas, tais como uma visão panorâmica sincronizada do risco real e de sua curva.

A documentação das medições está em conformidade com as normas internacionais e as amostras podem ser novamente analisadas ou comparadas com resultados anteriores a qualquer momento.

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Medição da espessura de revestimentos (Calotest)

Determinação rápida e simples da espessura de revestimentos

Uma vez que a espessura do revestimento tem um impacto sobre o produto final, medidas precisas e de baixo custo são de grande importância para garantir uma qualidade de revestimento confiável.

Para atender a essas necessidades, os Calotesters da Anton Paar empregam o método de calota esférica simples. Esta técnica de caracterização econômica permite medições em 1 a 2 minutos, de acordo com as normas internacionais, o que garante a qualidade dos dados, o aumento do rendimento e a redução dos custos.

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Análise de carga de superfície

Uma análise rápida e direta de amostras reais, que refletem propriedades de superfície individuais

Muitos materiais estão sujeitos a modificações devido ao armazenamento, envelhecimento ou desgaste durante a operação. Para prever estas mudanças e desenvolver materiais otimizados, novos e de alto desempenho, os materiais são testados em condições reais. Propriedades como a carga superficial, a adsorção/dessorção ou a atração/repulsão eletrostática nos permitem compreender a obstrução de membranas, os efeitos de limpeza dos detergentes, a adesão de substâncias biológicas e muito mais. Essas informações são obtidas com a simples medição do potencial zeta de uma superfície.

A Anton Paar é pioneira na análise do potencial zeta de materiais sólidos macroscópicos, tendo transformado esta técnica de análise de superfície em uma aplicação rotineira no trabalho diário de um laboratório.

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Teste de indentação

Meça o que os outros apenas estimam e obtenha resultados mais rápidos

As medições de indentação fornecem informações sobre as propriedades mecânicas, tais como a dureza e o módulo de elasticidade de películas finas, camadas e substratos. A Anton Paar é a única empresa a fornecer um nanoindentador com um sensor de força real, que efetivamente mede a força aplicada a uma amostra ao invés de estimar os valores com base em um atuador.

A nova geração de indentadores vem equipada com o modo de "Indentação Rápida" que oferece resultados 8 vezes mais rápidos que as gerações de instrumentos anteriores.

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Dispersão de raios X a baixo ângulo em incidência de desgaste (GISAXS)

O melhor para estudos de superfícies de partículas com a linha de feixes SAXS/WAXS/GISAXS para laboratórios

O GISAXS é uma ferramenta importante para investigar superfícies nanoestruturadas e películas finas. A nanoestrutura determina as propriedades de um material e afeta a usabilidade de revestimentos industriais, técnicas de impressão, componentes eletrônicos, sensores médicos, meios de armazenamento de energia e muito mais. A investigação de nanoestruturas sob mudanças ou condições externas extremas, tais como altas temperaturas e umidade, permite ajustar e otimizar os materiais.

Desde a década de 50, a Anton Paar tem sido líder no campo de SAXS. Esta experiência líder é representada pelos sistemas de SAXS/WAXS/GISAXS com a mais alta resolução em tamanho compacto para pesquisas diárias na área de nanotecnologia, caracterizações eficientes de diversas amostras (de líquidas a sólidas) e pelo desenvolvimento de novos métodos.

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Aplicações na ciência de materiais

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