Modelo biofísico para análise da estimulação eletromagnética no osso

• Autor(a) principal: Gomes, Maria da Conceição Marques Ferreira
• 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/10773/23591
• topic: Tecidos (Biologia) - Ossos; Campos electromagnéticos; Implantes ortopédicos

Para o desenvolvimento de um conceito de um implante instrumentado ativo, com capacidade de atuação e controlo da integração óssea através da aplicação de estímulos capacitivos, é necessário compreender as propriedades dielétricas do osso trabecular e de que modo este responderá à estimulação. Neste âmbito foi desenvolvido um modelo computacional biofísico do osso trabecular. Este é uma simplificação do osso, sendo constituído por duas fases: a mineral (hidroxiapatite) e a orgânica (colagénio). Foram também desenvolvidos 2 modelos: um com uma morfologia simplificada da estrutura trabecular e outro com a morfologia real, obtida por reconstrução através de imagens de uma tomografia computorizada (TAC) micro-CT. O objetivo deste estudo passa por aplicar uma estimulação capacitiva aos modelos desenvolvidos e analisar os campos eletromagnéticos resultantes. Assim, realizou-se uma análise comparativa entre o modelo simplificado e o modelo real do osso para conclusão da sua validade. Foi também analisado a variação de parâmetros como a frequência, a amplitude de sinal e as propriedades atribuídas às fases da estrutura óssea. Por fim analisou-se os modelos quanto à interface entre osso e implante: contacto direto (interface elétrodos-osso) e contacto indireto (elétrodos-placa de Petri-osso). Os resultados obtidos foram comparados com estudos in vitro de estimulação capacitiva de culturas celulares, sendo que num dos estudos, de acordo com os resultados, seria possível obter a proliferação celular. Não foi possível retirar uma conclusão precisa relativa à capacidade de integração óssea pois não há estudos semelhantes ao realizado, sendo os mais próximos os in vivo com aplicação de uma estimulação capacitiva em humanos e cobaias animais, mas que não apresentam valores de campo eletromagnético, o que implica inválida a comparação.