Desenvolvimento de um novo conceito de implante patelo-femoral

• Autor(a) principal: Vieira, Eugénio Vítor Caldeira
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/9943
• topic: Engenharia mecânica; Artroplastia; Biomecânica; Joelho - Anatomia

O joelho é uma das articulações mais importantes do corpo humano, permite a mobilidade e a estabilidade em simultâneo. Algumas patologias como a síndrome patelo-femoral podem conduzir à necessidade da realização da artroplastia patelo-femoral. Vários efeitos comprometem a longevidade desta artroplastia, sendo os mais frequentes o efeito de stress shielding, responsável pela reabsorção óssea localizada, o efeito de fadiga por sobrecarga associado à geração de microfissuras e colapso do osso de suporte, e a osteólise provocada pela fratura e libertação de micropartículas do cimento-ósseo. Os parâmetros biomecânicos associados a estes efeitos foram estudados em três implantes comerciais; Journey PFJ (Smith & Nephew Inc), Vanguard PFR (Biomet Inc) e Zimmer PFJ (Zimmer Inc). Adicionalmente foram ainda propostos seis novos modelos de implante por forma a tentar melhorar o desempenho destes, tendo sido este o principal objetivo deste trabalho. Para a análise dos parâmetros biomecânicos (deformações no osso e tensões no cimento ósseo) foram utilizados modelos de elementos finitos desenvolvidos a partir de imagens médicas de TAC de um paciente saudável. Foram simuladas as condições de carga para três atividades fisiológicas distintas; ciclo de marcha, subir escadas e agachamento profundo. Estas análises foram realizadas por forma a serem representativas de duas situações clínicas distintas, uma representativa do curto termo, em que o cimento-ósseo foi considerado rigidamente ligado ao osso e outra representativa do longo termo, em que o cimento-ósseo foi considerado apenas em contacto com atrito com o osso, ou seja uma situação de descolamento desta interface. Após a análise comparativa dos diferentes modelos implantados relativamente aos modelos intactos, verificou-se que nas regiões de bordo dos implantes comerciais os níveis de deformação no osso esponjoso são bastante elevados tendo todos os modelos apresentando um risco de falência por fadiga, devido a sobrecarga localizada, sendo o risco mais elevado associado à atividade de agachamento. O efeito stress shielding foi observado com diferentes graus, em todos os modelos na zona central do implante. O cimento ósseo apresentou várias zonas com tensões de von Mises superiores à tensão limite de fadiga para os casos da atividade de subir escadas e agachamento. Os novos modelos de implante patelo femoral propostos apresentam comportamentos comparáveis aos observados nos implantes comerciais, no entanto uma das novas propostas de implante sugere um melhor compromisso de entre todos os implantes analisados.