Publicação
Simulação Numérica de um Implante Tibial e Previsão da Remodelação Óssea após a sua Inserção
| Resumo: | A Artroplastia Total do Joelho (ATJ) é um dos procedimentos cirúrgicos com maior taxa de aplicação, tornando-se o método padrão ouro para osteoartrite avançada do joelho. Porém, as próteses de joelho empregues nos dias de hoje ainda necessitam de soluções de design apropriadas. O presente trabalho teve como principais finalidades o estudo computacional do comportamento mecânico de um implante para a articulação do joelho, bem como do processo de remodelação óssea que ocorre na tíbia após a inserção do implante. Assim, ao longo desta dissertação, foi feita uma revisão bibliográfica, a qual inclui as noções essenciais para a compreensão do estudo em questão. Inicialmente, realizou-se uma abordagem teórica acerca do tecido ósseo em geral, assim como do seu processo de remodelação. Estudou-se também a articulação do joelho e os diversos tipos de implantes que já existem no mercado para esta articulação. De seguida descreveu-se os métodos numéricos a utilizar (MEF e RPIM) e fez-se uma breve revisão do estado da arte da aplicação dos mesmos neste contexto. Posteriormente e já na parte prática deste trabalho, investigou-se como os parâmetros de design do implante, a geometria da haste neste caso, afetam a performance da prótese. Utilizou-se uma tomografia computadorizada de uma tíbia para simular múltiplas configurações de ATJs e assim se proceder às análises, recorrendo ao MEF e ao RPIM. Através dos resultados obtidos, concluiu-se que com a introdução do implante, as tensões na tíbia aumentam ligeiramente, mas os valores do campo de deslocamentos diminuem. Contatou-se também que uma haste mais curta é o ideal. Por fim, através da combinação do MEF com um algoritmo de remodelação óssea, simulou-se o processo de remodelação óssea que ocorre na tíbia, após a inserção do implante. |
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| Autores principais: | Moreira, Catarina Cardoso |
| Assunto: | Artroplastia Total do Joelho Tíbia Método dos Elementos Finitos Métodos Sem Malha Remodelação Óssea Total Knee Arthroplasty Tibia Finite Element Method Meshless Methods Bone Remodelling |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico do Porto |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto |
| Resumo: | A Artroplastia Total do Joelho (ATJ) é um dos procedimentos cirúrgicos com maior taxa de aplicação, tornando-se o método padrão ouro para osteoartrite avançada do joelho. Porém, as próteses de joelho empregues nos dias de hoje ainda necessitam de soluções de design apropriadas. O presente trabalho teve como principais finalidades o estudo computacional do comportamento mecânico de um implante para a articulação do joelho, bem como do processo de remodelação óssea que ocorre na tíbia após a inserção do implante. Assim, ao longo desta dissertação, foi feita uma revisão bibliográfica, a qual inclui as noções essenciais para a compreensão do estudo em questão. Inicialmente, realizou-se uma abordagem teórica acerca do tecido ósseo em geral, assim como do seu processo de remodelação. Estudou-se também a articulação do joelho e os diversos tipos de implantes que já existem no mercado para esta articulação. De seguida descreveu-se os métodos numéricos a utilizar (MEF e RPIM) e fez-se uma breve revisão do estado da arte da aplicação dos mesmos neste contexto. Posteriormente e já na parte prática deste trabalho, investigou-se como os parâmetros de design do implante, a geometria da haste neste caso, afetam a performance da prótese. Utilizou-se uma tomografia computadorizada de uma tíbia para simular múltiplas configurações de ATJs e assim se proceder às análises, recorrendo ao MEF e ao RPIM. Através dos resultados obtidos, concluiu-se que com a introdução do implante, as tensões na tíbia aumentam ligeiramente, mas os valores do campo de deslocamentos diminuem. Contatou-se também que uma haste mais curta é o ideal. Por fim, através da combinação do MEF com um algoritmo de remodelação óssea, simulou-se o processo de remodelação óssea que ocorre na tíbia, após a inserção do implante. |
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