Biomecânica da articulação metacarpo-falângica-nativa versus artroplástica

• Autor(a) principal: Melo, Daniela Ruivo
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/23355
• topic: Articulações; Biomecânica; Artoplastia

O objetivo principal desta dissertação consistiu em analisar as alterações biomec ânicas entre a articulação metacarpo-falângica no estado nativo e no seu estado artroplástico. Foi realizada uma análise da anatomia e biomec ânica da articulação, onde estão presentes as noções básicas e essenciais para perceber não só o funcionamento da articulação, mas também facilitar a compreensão das patologias e tratamentos associados a esta. Procedeu-se ao desenvolvimento de modelos geométricos (CAD) da articulação nativa e protésica através da digitalização 3D de modelos ósseos, aplicando diferentes ferramentas de engenharia inversa. De seguida foram desenvolvidos modelos numéricos de elementos nitos, onde foram aplicadas as condições de contacto entre os diferentes materiais assim como as condições de fronteira. As condições de fronteiras aplicadas a estes modelos foram representativas de três atividades siológicas da mão: segurar uma caneta, tocar piano e segurar um peso de 200N. Com base nestes modelos numéricos foram simulados três estados da articulação: articulação no estado nativo, articulação protésica com implante não-osteointegrado, representativo de uma situação pós-operatória, e o modelo protésico com o implante osteointegrado, representativo de uma situação artroplástica de longo prazo. Foram analisadas as deformações principais no osso, as tensões no implante e os micromovimentos do implante na interface com o osso. Em paralelo com os modelos numéricos desenvolveram-se modelos experimentais da articulação em material compósito constituídos por espuma de poliuretano e resina epóxi com bra de vidro. Nestes modelos foram colados extensómetros para avaliação experimental das extensões principais no córtex, tendo estes modelos sido sujeitos às mesmas condições de carga dos modelos numéricos. Estas extens ões foram utilizadas para a avaliação experimental da alteração do estado de deformação entre o modelo da articulação nativa e protésica assim como para comparação e validação dos modelos numéricos desenvolvidos previamente. Os resultados numéricos e experimentais demonstram uma alteração do estado de deformação entre a articulação na situação nativa e protésica. Evidenciam-se regiões onde a situação protésica aumenta consideravelmente os níveis de deformação relativamente ao modelo intacto, expondo o osso a um risco de falência por efeito de fadiga, sendo este mais importante numa situação em que o implante ainda não se encontra osteointegrado com o osso circundante. De forma oposta, a situação protésica expõe também o osso a zonas com níveis de deformação bastante inferiores ao nativo, originado um efeito de stress-shielding associado a um potencial risco de reabsorção óssea nestas regiões, sendo este efeito mais importante quando o implante se encontra completamente osteointegrado com o osso. Em conclusão podemos dizer que existe ainda um trabalho adicional a realizar ao nível dos materiais e geometrias dos implantes desta articulação por forma a diminuir os riscos identi cados neste trabalho.