Análise experimental e numérica de implante bioinspirado para pequenas lesões na interface da articulação
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10773/37076 |
Resumo: | A lesão osteocondral do tálus ocorre na articulação do tornozelo. Esta articulação é constituída por quatro ossos (calcâneo, tálus, tíbia e fíbula). Esta patologia pode ser descrita de uma forma simplificada como uma lesão na cartilagem e/ou osso do tálus. O principal objetivo deste trabalho é desenvolver um novo conceito de implante que possa vir a ser implantado, contribuindo assim para o avanço sobre o conhecimento desta patologia. Para tal, foi primeiramente analisada a estrutura do complexo articular, a distribuição de cargas que são aplicadas sobre o tálus e a deformação que a cartilagem deste osso apresenta consoante a carga a que é submetida. Seguidamente, foi desenvolvido um modelo CAD do dispositivo que foi sendo consecutivamente simulado e aprimorado até se obter valores de deformação semelhantes à deformação que a cartilagem apresenta. Após esta fase numérica, o dispositivo foi fabricado com recurso ao fabrico aditivo e posteriormente ensaiado. Alguns dos valores que foram obtidos a partir dos dispositivos ensaiados apresentam curvas de força variação de volume com uma diferença de 10%. Estes resultados devem-se sobretudo à geometria com que o dispositivo foi desenvolvido e aparentam ser promissores. |
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Análise experimental e numérica de implante bioinspirado para pequenas lesões na interface da articulaçãoBiomecânicaLesão osteocondral do tornozeloCartilagem articularModelo numéricoModelo experimentalImplanteA lesão osteocondral do tálus ocorre na articulação do tornozelo. Esta articulação é constituída por quatro ossos (calcâneo, tálus, tíbia e fíbula). Esta patologia pode ser descrita de uma forma simplificada como uma lesão na cartilagem e/ou osso do tálus. O principal objetivo deste trabalho é desenvolver um novo conceito de implante que possa vir a ser implantado, contribuindo assim para o avanço sobre o conhecimento desta patologia. Para tal, foi primeiramente analisada a estrutura do complexo articular, a distribuição de cargas que são aplicadas sobre o tálus e a deformação que a cartilagem deste osso apresenta consoante a carga a que é submetida. Seguidamente, foi desenvolvido um modelo CAD do dispositivo que foi sendo consecutivamente simulado e aprimorado até se obter valores de deformação semelhantes à deformação que a cartilagem apresenta. Após esta fase numérica, o dispositivo foi fabricado com recurso ao fabrico aditivo e posteriormente ensaiado. Alguns dos valores que foram obtidos a partir dos dispositivos ensaiados apresentam curvas de força variação de volume com uma diferença de 10%. Estes resultados devem-se sobretudo à geometria com que o dispositivo foi desenvolvido e aparentam ser promissores.Osteochondral lesion of the talus occurs in the ankle joint. This joint is made up of four bones (calcaneus, talus, tibia and fibula). This pathology can be described in a simplified way as a lesion in the cartilage and/or bone of the talus. The main goal of this work is to develop a new concept that may be implanted, thus contributing to the advancement of the knowledge of this pathology. As such, the structure of the joint complex was firstly analysed, as well as the load distribution that is applied to the talus and the deformation that the cartilage of this bone presents according to the load it is submitted to. Afterwards, a CAD model of the device was developed, which was consecutively simulated and refined until we get deformation values similar to the values presented in a normal cartilage. After this numerical phase, the device was manufactured using additive manufacturing and then tested. Some of the values that were obtained from the tested devices present force-volume variation curves with a 10% difference. These results are mainly due to the geometry with which the device was developed and they seem to be promising.2023-04-14T15:37:32Z2022-12-19T00:00:00Z2022-12-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/37076porMonteiro, Jorge Rodrigues Vilares Cabralinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-22T12:11:07Zoai:ria.ua.pt:10773/37076Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:07:33.591073Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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A lesão osteocondral do tálus ocorre na articulação do tornozelo. Esta articulação é constituída por quatro ossos (calcâneo, tálus, tíbia e fíbula). Esta patologia pode ser descrita de uma forma simplificada como uma lesão na cartilagem e/ou osso do tálus. O principal objetivo deste trabalho é desenvolver um novo conceito de implante que possa vir a ser implantado, contribuindo assim para o avanço sobre o conhecimento desta patologia. Para tal, foi primeiramente analisada a estrutura do complexo articular, a distribuição de cargas que são aplicadas sobre o tálus e a deformação que a cartilagem deste osso apresenta consoante a carga a que é submetida. Seguidamente, foi desenvolvido um modelo CAD do dispositivo que foi sendo consecutivamente simulado e aprimorado até se obter valores de deformação semelhantes à deformação que a cartilagem apresenta. Após esta fase numérica, o dispositivo foi fabricado com recurso ao fabrico aditivo e posteriormente ensaiado. Alguns dos valores que foram obtidos a partir dos dispositivos ensaiados apresentam curvas de força variação de volume com uma diferença de 10%. Estes resultados devem-se sobretudo à geometria com que o dispositivo foi desenvolvido e aparentam ser promissores. |
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