Publicação

Estudo numérico da biomecânica da Artoplastia Total da Anca

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A locomoção humana carateriza-se pela capacidade de um ser humano conseguir movimentar-se de um local para outro e isto deve-se, principalmente, às articulações. Todas estas articulações constituem o sistema esquelético do corpo humano, sendo a anca uma das maiores e mais importantes articulações. Porém, existem várias doenças articulares que comprometem a mobilidade, como é o caso da osteoartrose. Esta é caraterizada por uma dor intensa assim como perda de funcionalidades, existindo vários tratamentos para ajudar, mas quando este tipo de tratamento deixa de ser eficiente e esta doença começa a agravar-se surge a necessidade de intervenção cirúrgica – a Artroplastia Total da Anca. A Artroplastia Total da Anca corresponde a uma das cirurgias mais bemsucedidas realizadas em ortopedia e carateriza-se pela substituição da anca defeituosa por um componente acetabular artificial e uma cabeça e haste femoral. Esta técnica pode ser cimentada onde é aplicado um elemento de ligação entre o osso e a prótese para fixar a prótese ou pode ser não cimentada onde o encaixe é feito sob pressão. Contudo, como todas as operações cirúrgicas, esta também apresenta algumas complicações, sendo as mais usuais as fraturas, infeções e luxação, levando à falha da prótese. Deste modo, este trabalho consistiu em avaliar a biomecânica das próteses da anca não cimentadas e cimentadas de titânio e cobalto-cromo quando são aplicadas certas cargas, recorrendo ao Método dos Elementos Finitos. Para isto, importou-se modelos 3D do fémur e da prótese no software COMSOL Multiphysics, ajustou-se o posicionamento e encaixe do conjunto, gerou-se uma malha computacional extremamente fina e foram aplicadas cargas estáticas e dinâmicas. Com a geometria e malha definidas, foram gerados resultados e obteve-se diagramas de tensão de von Mises, de deformação e de deslocamento correspondentes ao comportamento de um implante quando sujeito a forças referentes ao pico de um ciclo de marcha. Para além disto, foi feito as mesmas análises, mas para condições dinâmicas como uma caminhada a uma velocidade constante de 5 km/h. Por último, foi avaliado as zonas mais propícias da prótese de titânio a ocorrer falha sob condições de fadiga.
Autores principais:	Freitas, Lucília Ferreira Vieira de
Assunto:	Artroplastia Total da Anca Articulação da anca Fémur Prótese cimentada Prótese não cimentada COMSOL Multiphysics Fadiga Stress Strain Total hip arthroplasty Hip joint Femur Cemented prosthesis Cementless prosthesis Fatigue
Ano:	2021
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 locomoção humana carateriza-se pela capacidade de um ser humano conseguir movimentar-se de um local para outro e isto deve-se, principalmente, às articulações. Todas estas articulações constituem o sistema esquelético do corpo humano, sendo a anca uma das maiores e mais importantes articulações. Porém, existem várias doenças articulares que comprometem a mobilidade, como é o caso da osteoartrose. Esta é caraterizada por uma dor intensa assim como perda de funcionalidades, existindo vários tratamentos para ajudar, mas quando este tipo de tratamento deixa de ser eficiente e esta doença começa a agravar-se surge a necessidade de intervenção cirúrgica – a Artroplastia Total da Anca. A Artroplastia Total da Anca corresponde a uma das cirurgias mais bemsucedidas realizadas em ortopedia e carateriza-se pela substituição da anca defeituosa por um componente acetabular artificial e uma cabeça e haste femoral. Esta técnica pode ser cimentada onde é aplicado um elemento de ligação entre o osso e a prótese para fixar a prótese ou pode ser não cimentada onde o encaixe é feito sob pressão. Contudo, como todas as operações cirúrgicas, esta também apresenta algumas complicações, sendo as mais usuais as fraturas, infeções e luxação, levando à falha da prótese. Deste modo, este trabalho consistiu em avaliar a biomecânica das próteses da anca não cimentadas e cimentadas de titânio e cobalto-cromo quando são aplicadas certas cargas, recorrendo ao Método dos Elementos Finitos. Para isto, importou-se modelos 3D do fémur e da prótese no software COMSOL Multiphysics, ajustou-se o posicionamento e encaixe do conjunto, gerou-se uma malha computacional extremamente fina e foram aplicadas cargas estáticas e dinâmicas. Com a geometria e malha definidas, foram gerados resultados e obteve-se diagramas de tensão de von Mises, de deformação e de deslocamento correspondentes ao comportamento de um implante quando sujeito a forças referentes ao pico de um ciclo de marcha. Para além disto, foi feito as mesmas análises, mas para condições dinâmicas como uma caminhada a uma velocidade constante de 5 km/h. Por último, foi avaliado as zonas mais propícias da prótese de titânio a ocorrer falha sob condições de fadiga.