Modelo experimental e numérico do dano na cartilagem da articulação do tornozelo

• Autor(a) principal: Sampaio, Pedro Fortuna Ventura
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/27301
• topic: Tornozelo; Lesão osteocondral; Bifásico; Cartilagem articular; Modelo numérico; Modelo experimental

A articulação do tornozelo é composta pelas extremidades distais da tíbia e da fíbula na parte superior da articulação e pela cúpula do tálus na parte inferior. A lesão osteocondral caracteriza-se como uma lesão na cartilagem articular. O objetivo deste estudo foi tentar contribuir para alargar o conhecimento já existente acerca desta lesão, principalmente quando há presença de fluído dentro do dano. Deste modo, foi concebido o modelo CAD utilizando uma TAC, de forma a reconstruir o tornozelo lesionado. Este modelo foi posteriormente adaptado para criar o modelo numérico e o modelo experimental. O modelo experimental foi desenvolvido através de prototipagem, sendo depois sujeito a ensaios de compressão. O modelo numérico foi estudado com recurso ao método de elementos finitos, tendo sido efetuados estudos com variações de diferentes fatores, tais como: variação da posição da articulação, do formato do dano, da posição do dano e do tamanho do dano. Estes fatores foram alterados para permitir uma melhor compreensão da lesão e caracterizá-la de forma mais completa. Todos os resultados foram comparados de forma a perceber qual o impacto na articulação. Os resultados obtidos permitiram concluir que a presença de fluído reduz significativamente as tensões na zona superior da cartilagem quando comparado com a cartilagem intacta. Ao observar estes resultados, foi importante estudar a variação das tensões na parte superior e inferior da cartilagem dentro do dano. Com este último estudo foi possível verificar que a presença do fluído aumenta de uma forma muito significativa as tensões na zona inferior da cartilagem. Foi ainda possível determinar fatores que aumentam as tensões máximas e as tensões médias no dano. Foi obtida correlação entre o modelo numérico e o modelo experimental.