Análise biomecânica da artroplastia radiocarpal com implante não cimentado
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10773/33785 |
Resumo: | A artoplastia do pulso ainda continua a ser uma alternativa secundária à artodese em casos avançados de artrite e outras patologias, muito pelas complicações que lhes estão associadas. Actualmente, esforços tem sido feitos para reduzir os problemas de estabilização e loosening. Neste trabalho o principal objectivo é analisar as diferenças nas estruturas ósseas da articulação radiocarpal, no estado intacto e implantado usando um implante não cimentado REMOTION. Numa primeira fase, foram analisadas a anatomia e biomecânica da articulação, tal como as patologias e tratamentos, para assim se compreender o funcionamento da articulação. Seguidamente, foram desenvolvidos modelos numéricos de elementos finitos representativos da articulação (mais concretamente o rádio) no estado intacto e implantado, de onde derivaram três modelos: intacto, implantado não osteointegrado - representativo da situação pós-operatória - e implantado osteointegrado, representativo da condição a longo termo, aos quais foram simulados três condições de carga e contacto. As condições de carga são representativas de três actividades fisiológicas do pulso: Neutra, Abdução e Adução, segundo um ângulo de 0º,15º e 45º, medidas segundo o eixo maior do rádio. Em cada um destes, foram avaliadas as deformações principais máximas e mínimas no osso cortical e esponjoso, as tensões de von Mises no implante e os micromovimentos na interface entre o implante e o osso. Simultaneamente foi efectuado um estudo experimental da articulação, em osso de material sintético, onde foram colocados extensómetros na superfície do cortéx do rádio, para avaliar as extensões no osso cortical, em três movimentos tipo da articulação. Posteriormente, os dados obtidos foram comparados entre o estado nativo e implantado, servindo também para validação e comparação nos modelos numéricos desenvolvidos. Os resultados mostram uma alteração do campo de deformação entre o estado intacto e implantado, evidenciando-se regiões onde o estado de deformação no modelo implantado aumenta significativamente comparado com o modelo intacto, potenciando o risco de falência por efeito de fadiga. No entanto, também revela regiões onde a deformação diminui significativamente comparado com o modelo intacto, podendo levar ao efeito de stress-shielding e a um risco acrescido para a reabsorção óssea. |
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Análise biomecânica da artroplastia radiocarpal com implante não cimentadoBiomecânicaArticulação radiocarpalArtoplastiaMétodo dos elementos finitosImplante remotionAvaliação experimental de tensõesA artoplastia do pulso ainda continua a ser uma alternativa secundária à artodese em casos avançados de artrite e outras patologias, muito pelas complicações que lhes estão associadas. Actualmente, esforços tem sido feitos para reduzir os problemas de estabilização e loosening. Neste trabalho o principal objectivo é analisar as diferenças nas estruturas ósseas da articulação radiocarpal, no estado intacto e implantado usando um implante não cimentado REMOTION. Numa primeira fase, foram analisadas a anatomia e biomecânica da articulação, tal como as patologias e tratamentos, para assim se compreender o funcionamento da articulação. Seguidamente, foram desenvolvidos modelos numéricos de elementos finitos representativos da articulação (mais concretamente o rádio) no estado intacto e implantado, de onde derivaram três modelos: intacto, implantado não osteointegrado - representativo da situação pós-operatória - e implantado osteointegrado, representativo da condição a longo termo, aos quais foram simulados três condições de carga e contacto. As condições de carga são representativas de três actividades fisiológicas do pulso: Neutra, Abdução e Adução, segundo um ângulo de 0º,15º e 45º, medidas segundo o eixo maior do rádio. Em cada um destes, foram avaliadas as deformações principais máximas e mínimas no osso cortical e esponjoso, as tensões de von Mises no implante e os micromovimentos na interface entre o implante e o osso. Simultaneamente foi efectuado um estudo experimental da articulação, em osso de material sintético, onde foram colocados extensómetros na superfície do cortéx do rádio, para avaliar as extensões no osso cortical, em três movimentos tipo da articulação. Posteriormente, os dados obtidos foram comparados entre o estado nativo e implantado, servindo também para validação e comparação nos modelos numéricos desenvolvidos. Os resultados mostram uma alteração do campo de deformação entre o estado intacto e implantado, evidenciando-se regiões onde o estado de deformação no modelo implantado aumenta significativamente comparado com o modelo intacto, potenciando o risco de falência por efeito de fadiga. No entanto, também revela regiões onde a deformação diminui significativamente comparado com o modelo intacto, podendo levar ao efeito de stress-shielding e a um risco acrescido para a reabsorção óssea.Wrist arthroplasty is still a secondary alternative to arthrodesis in advanced cases of arthritis and other pathologies, largely because of the complications associated with it. Currently, efforts are being made to reduce stabilization and loosening problems. In this work the main objective is to analyze the differences in the bony structures of the radiocarpal joint, in the intact and implanted state using a cementless REMOTION implant. In the first phase, the anatomy and biomechanics of the joint were analyzed, as well as the pathologies and treatments, in order to understand the functioning of the joint. Next, finite elements’ numerical models representative of the joint (more specifically the radius) in the intact and implanted state were developed, from which resulted three different models: intact, implanted not osseointegrated - representative of the postoperative situation - and osseointegrated, representative of the condition in the long term., in wich were simulated three different load and contact conditions. The loading conditions are representative of three physiological activities of the Wrist: Neutral, Abduction and Adduction, according to an angle of 0º, 15º and 45º, measured along the long axis of the radius. In each of these, were evaluated the maximum and minimum main strains in the cortical and cancellous bone, the von Mises stresses in the implant and the micromovements in the interface between the implant and the bone. Simultaneously, an experimental study of the joint was carried out, in bone made of synthetic material, where strain gauges were placed on the surface of the radial cortex, to assess the extensions in the cortical bone for the same three joint-type movements simulated in the numerial models. Subsequently, the obtained data were compared between the intact and implanted state, also serving for validation and comparison of the numerical models previously generated. The results show changes in the strain field between the intact and implanted state, showing regions where the strains in the implanted model significantly increases compared to the intact model, strengthening the risk of failure due to fatigue effect. On the other hand, it was visible regions where the strains were significantly decreased compared to the intact model, which can lead to the stress-shielding effect and an increased risk for bone resorption.2022-05-03T13:10:37Z2021-12-03T00:00:00Z2021-12-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/33785porFerreira, Daniela Alves Jesusinfo: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:RCAAP2024-02-22T12:04:58Zoai:ria.ua.pt:10773/33785Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:05:07.381761Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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