Microagulhas (MNs) poliméricas têm se destacado como plataformas promissoras para aplicações minimamente invasivas, como a liberação transdérmica de fármacos e o biossensoriamento. O desempenho mecânico dessas estruturas é de grande importância, pois deve garantir a penetração nas camadas superficiais da pele sem falhas estruturais. A impressão 3D por estereolitografia (SLA) vem sendo empregada na fabricação dessas microestruturas devido à capacidade de produzir geometrias complexas com alta resolução e reprodutibilidade, bem como à possibilidade de fabricar múltiplas microagulhas simultaneamente. Entretanto, esse processo pode introduzir desvios dimensionais em relação ao modelo projetado, influenciando diretamente o comportamento mecânico das MNs. Portanto, compreender a interação entre a geometria e o processo de fabricação por SLA é essencial para o desenvolvimento de MNs eficientes e confiáveis. Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento mecânico de MNs com geometrias cônicas e piramidais, produzidas por impressão 3D por SLA, considerando variações sistemáticas nos parâmetros geométricos, com foco em sua aplicação em sistemas minimamente invasivos. As estruturas foram projetadas por meio de modelagem CAD, variando-se o diâmetro da base (300, 500 e 900 ?m) e a altura (500 a 2000 ?m). As MNs foram fabricadas utilizando a impressora Form 3+ (Formlabs) e resina fotocurável Clear V4. Após a impressão, as amostras foram lavadas em álcool isopropílico e submetidas à pós-cura sob radiação UV. A caracterização geométrica foi realizada por microscopia óptica, enquanto o comportamento mecânico foi avaliado por ensaios de compressão axial em reômetro, incluindo testes em Parafilm® como modelo de substrato cutâneo. Os resultados mostraram que o processo de fabricação introduz desvios dimensionais relevantes, com variações de até ~40% no diâmetro da base e de até ~19% na altura, evidenciando limitações de resolução, principalmente no plano XY. Do ponto de vista mecânico, o aumento do diâmetro da base resultou em aumento significativo da resistência à compressão, com estruturas de maior base atingindo forças da ordem de ~50 N em deslocamentos menores, enquanto estruturas com base reduzida apresentaram menor resistência e maior deformação antes do colapso. Por outro lado, o aumento da altura levou a uma redução acentuada da estabilidade estrutural, com a carga crítica diminuindo de aproximadamente 1,1–1,3 N para microagulhas mais curtas (500–700 ?m) para cerca de 0,15–0,25 N nas estruturas mais altas (2000 ?m), evidenciando forte influência da esbeltez e da flambagem. Além disso, MNs piramidais apresentaram maior rigidez axial em comparação às cônicas sob condições equivalentes, o que se deve à sua distribuição de material e ao maior momento de inércia efetivo. Nos ensaios de compressão com penetração em camadas de Parafilm®, as tendências mecânicas foram mantidas, onde MNs mais altas apresentaram instabilidade precoce, enquanto as piramidais exibiram maior resistência relativa. Os resultados demonstram que o comportamento mecânico das MNs não depende apenas da geometria nominal, mas também das modificações introduzidas pelo processo de fabricação. Dessa forma, a otimização dessas estruturas requer uma abordagem integrada entre os parâmetros de projeto e as limitações da SLA, o que contribui para o desenvolvimento de microdispositivos mais eficientes para aplicações biomédicas.
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Pedro Alves da Silva Autreto
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