Publicação

Simulação da Artroplastia Total da Anca ? estudos de caso: haste reta vs haste anatómica com diferentes materiais e atividades

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A articulação da anca é notável pela sua resistência e durabilidade, esta é projetada para suportar não apenas o peso do corpo, mas também forças adicionais que ocorrem durante atividades do nosso cotidiano. Essa capacidade de resistir a cargas repetidas ao longo da vida é essencial para a nossa mobilidade continua. No entanto, também é importante reconhecer que nem todos têm a sorte de chegar ao final da vida sem sofrer uma lesão ou comprometimento na articulação da anca. À medida que envelhecemos, as articulações, incluindo a da anca, podem Osteoartrose sujeitas a desgaste ou degeneração devido ao envelhecimento natural, lesões, doenças ou condições genéticas. Isso pode resultar em problemas como Osteoartrose, que afetam a qualidade de vida e a mobilidade das pessoas. Felizmente, a medicina oferece opções de tratamento para lidar com a Osteoartrose da anca. A Artroplastia Total da Anca (ATA) é uma intervenção cirúrgica eficaz que visa restaurar a função da anca substituindo a articulação danificada por uma prótese. Este procedimento cirúrgico é um dos mais bem sucedidos na área de ortopedia e tem transformado a vida de inúmeras pessoas, proporcionado alívio de dor, restauração de mobilidade e melhoria significativa na qualidade de vida. No entanto, a escolha de quando realizar uma Artroplastia Total da Anca é crucial e frequentemente baseada na gravidade dos sintomas, na idade do paciente e em outros fatores clínicos. Além disso, a pesquisa constante e avanços na área médica buscam aprimorar ainda mais as técnicas e materiais utilizados nas próteses da anca, garantindo resultados cada vez mais bem-sucedidos. Nesta investigação da ATA, abordamos a análise aprofundada do desempenho de duas próteses com os materiais cobalto-crómio e titânio, explorando a influência do design das hastes utilizando a simulação numérica com o software COMSOL Multiphysics. O objetivo inicial do projeto seria avaliar a visão prática da ATA em Portugal, mas a falta de dados confiáveis de fontes oficiais representou um desafio, que nos encaminhou para o Hospital Lusíadas do Porto (HLP). Foram partilhados dados sobre 982 artroplastias da anca, dos anos referentes a 2007 e 2022, tendo sido identificado assim os modelos mais frequentemente usados de hastes femorais no HLP, que incluem a haste Corail da marca Depuy J&J, bem como as hastes Exeter e Accolade da marca Stryker. A adaptação das geometrias para realizar a simulação 3D destas hastes, revelou-se uma etapa complexa, com a necessidade de acesso a modelos mais precisos por forma a mimetizar a realidade. A colaboração do Doutor Emílio Ruiz Reina, da Universidade de Málaga (Espanha) e o apoio da Doutora Maria Lázaro do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde (I3S) foram fundamentais para o desenvolvimento da simulação. Uma vez concluída a modelação das hastes, realizamos simulações estáticas em várias atividades diárias (marcha, subir e descer escadas, levantar e sentar, ficar de pé numa só perna, ajoelhar). Foram obtidos resultados gerando-se diagramas de tensão de von Mises e deslocamento para as duas hastes em todas as atividades, nos materiais de cobalto-crómio e titânio. No processo de simulação, geometrias, malhas e estudos foram cuidadosamente considerados para se aproximar o mais possível de um estudo in vivo. Os resultados demonstraram que atividades comuns, como subir e descer escadas, colocam picos mais elevados de stress nos modelos, independentemente do material utilizado. No entanto, é importante notar que os resultados são baseados em um estudo estático e não representam completamente o comportamento dinâmico das próteses nas atividades diárias. Há sugestões para estudos futuros, incluindo a realização de estudos de stress life para avaliar a fadiga das próteses ao longo do tempo, bem como a replicação dos movimentos na articulação da anca para testes de desgaste mais realistas. No geral, este estudo contribuiu significativamente para o entendimento da biomecânica das próteses na Artroplastia Total da Anca e forneceu informações valiosas para aprimorar o desempenho clínico desses implantes.
Autores principais:	Queirós, Pedro Miguel Monteiro
Assunto:	Total Hip Arthroplasty hip joint femur Exeter stem Accolade stem COMSOL Multiphysics numerical simulation stress displacement
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

Descrição
Resumo:	A articulação da anca é notável pela sua resistência e durabilidade, esta é projetada para suportar não apenas o peso do corpo, mas também forças adicionais que ocorrem durante atividades do nosso cotidiano. Essa capacidade de resistir a cargas repetidas ao longo da vida é essencial para a nossa mobilidade continua. No entanto, também é importante reconhecer que nem todos têm a sorte de chegar ao final da vida sem sofrer uma lesão ou comprometimento na articulação da anca. À medida que envelhecemos, as articulações, incluindo a da anca, podem Osteoartrose sujeitas a desgaste ou degeneração devido ao envelhecimento natural, lesões, doenças ou condições genéticas. Isso pode resultar em problemas como Osteoartrose, que afetam a qualidade de vida e a mobilidade das pessoas. Felizmente, a medicina oferece opções de tratamento para lidar com a Osteoartrose da anca. A Artroplastia Total da Anca (ATA) é uma intervenção cirúrgica eficaz que visa restaurar a função da anca substituindo a articulação danificada por uma prótese. Este procedimento cirúrgico é um dos mais bem sucedidos na área de ortopedia e tem transformado a vida de inúmeras pessoas, proporcionado alívio de dor, restauração de mobilidade e melhoria significativa na qualidade de vida. No entanto, a escolha de quando realizar uma Artroplastia Total da Anca é crucial e frequentemente baseada na gravidade dos sintomas, na idade do paciente e em outros fatores clínicos. Além disso, a pesquisa constante e avanços na área médica buscam aprimorar ainda mais as técnicas e materiais utilizados nas próteses da anca, garantindo resultados cada vez mais bem-sucedidos. Nesta investigação da ATA, abordamos a análise aprofundada do desempenho de duas próteses com os materiais cobalto-crómio e titânio, explorando a influência do design das hastes utilizando a simulação numérica com o software COMSOL Multiphysics. O objetivo inicial do projeto seria avaliar a visão prática da ATA em Portugal, mas a falta de dados confiáveis de fontes oficiais representou um desafio, que nos encaminhou para o Hospital Lusíadas do Porto (HLP). Foram partilhados dados sobre 982 artroplastias da anca, dos anos referentes a 2007 e 2022, tendo sido identificado assim os modelos mais frequentemente usados de hastes femorais no HLP, que incluem a haste Corail da marca Depuy J&J, bem como as hastes Exeter e Accolade da marca Stryker. A adaptação das geometrias para realizar a simulação 3D destas hastes, revelou-se uma etapa complexa, com a necessidade de acesso a modelos mais precisos por forma a mimetizar a realidade. A colaboração do Doutor Emílio Ruiz Reina, da Universidade de Málaga (Espanha) e o apoio da Doutora Maria Lázaro do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde (I3S) foram fundamentais para o desenvolvimento da simulação. Uma vez concluída a modelação das hastes, realizamos simulações estáticas em várias atividades diárias (marcha, subir e descer escadas, levantar e sentar, ficar de pé numa só perna, ajoelhar). Foram obtidos resultados gerando-se diagramas de tensão de von Mises e deslocamento para as duas hastes em todas as atividades, nos materiais de cobalto-crómio e titânio. No processo de simulação, geometrias, malhas e estudos foram cuidadosamente considerados para se aproximar o mais possível de um estudo in vivo. Os resultados demonstraram que atividades comuns, como subir e descer escadas, colocam picos mais elevados de stress nos modelos, independentemente do material utilizado. No entanto, é importante notar que os resultados são baseados em um estudo estático e não representam completamente o comportamento dinâmico das próteses nas atividades diárias. Há sugestões para estudos futuros, incluindo a realização de estudos de stress life para avaliar a fadiga das próteses ao longo do tempo, bem como a replicação dos movimentos na articulação da anca para testes de desgaste mais realistas. No geral, este estudo contribuiu significativamente para o entendimento da biomecânica das próteses na Artroplastia Total da Anca e forneceu informações valiosas para aprimorar o desempenho clínico desses implantes.