ESTUDOS DOS PARÂMETROS BIOMECÂNICOS NA INTERFACE IMPLANTE-OSSO NA ARTROPLASTIA PATELO- FEMORAL

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Natan Osório Alves
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1 ESTUDOS DOS PARÂMETROS BIOMECÂNICOS NA INTERFACE IMPLANTE-OSSO NA ARTROPLASTIA PATELO- FEMORAL A. CASTRO 1, A. COMPLETO 2, J. A. SIMÕES 2, P. FLORES 1 1. Universidade do Minho 2008/ Universidade de Aveiro

2 ESTRUTURA DESTA APRESENTAÇÃO 1. Contextualização do projecto O Joelho 2. Artroplastia Patelo-Femoral 3. Modelo numérico: O Fémur Componentes do modelo 4. Simulação pelo Método dos Elementos Finitos Resultados 5. Trabalho realizado 6. Trabalho futuro 2

3 CONTEXTUALIZAÇÃO O joelho é uma das mais importantes articulações do corpo humano; Permite simultaneamente mobilidade e estabilidade; O estudo das patologias que o afectam não se encontra tão desenvolvido quanto seria desejável. 3

4 ARTROPLASTIA PATELO- FEMORAL A artroplastia patelo-femoral (PFA) é indicada para pacientes com osteoartrite isolada ou artrose pós-traumática na articulação patelo-femoral, apresentado uma dor na parte anterior do joelho que não tem controlo via tratamento conservador; É uma boa alternativa à anteriormente utilizada técnica de patelectomia, na resolução deste género de casos; Permite também, nestes casos, evitar a artroplas?a total do joelho (ATJ); Permite preservar o ligamento anterior cruzado e manter a função de flexão total do joelho. 4

5 ARTROPLASTIA PATELO- FEMORAL Um dos fenómenos mais frequentemente referido para a falência dos implantes é o efeito de stress shielding: Redução das tensões/deformações nas zonas do osso anexas ao implante, mohvado pelo contacto entre materiais com propriedades eláshcas diferentes. Consequências possíveis: Perda óssea; Instabilidade a médio- longo prazo do implante. Ø O osso torna- se menos denso porque está a ser menos solicitado. 5

6 MODELO NUMÉRICO Neste estudo pretende-se avaliar, com recurso a análise numérica pelo Método dos Elementos Finitos, de que forma a geometria e rigidez da interface implante-osso pode influenciar o efeito de stress shielding, bem como a própria estabilidade da prótese patelo-femoral quando comparada com o osso intacto; Foram construídos, para este efeito, modelos numéricos do fémur intacto e do fémur implantado com o componente femoral da prótese patelo-femoral, partindo da mesma base; Foi considerado o modelo Journey PFJ, fabricado em Oxinium, da companhia Smith & Nephew. 6

7 MODELO NUMÉRICO Fémur com componente femoral da Prótese Patelo-Femoral Fémur Intacto 7

8 MODELO NUMÉRICO Osso Cortical Osso Trabecular Componente femoral da Prótese Patelo-Femoral 8

9 MODELO NUMÉRICO Foram escolhidas três situações fisiologicamente representativas, em termos do ângulo de flexão do joelho: 45º - A subir escadas 60º - A descer escadas 90º - Exercício isométrico Foram consideradas, para cada umas destas três situações, cargas específicas, em termos de magnitude e área de aplicação, nomeadamente: Reacção da bbia no fémur (TR) Força côndilo- medial Força côndilo- lateral Patello- femoral joint reac0on force (PFJR) 9

10 MODELO NUMÉRICO Actividade Ângulo de flexão (Graus) Força de reacção da tíbia (Newton) PFJR (Newton) Subir escadas Descer escadas Exercício isométrico

11 SIMULAÇÃO PELO M.E.F. PFJR Fémur com componente femoral da Prótese Patelo-Femoral Força Côndilo-Lateral Força Côndilo-Medial 11

12 SIMULAÇÃO PELO M.E.F. Foram medidos os valores de deformação em três linhas, que atravessam a zona de três dos quatro orifícios destinados à fixação da prótese, no osso trabecular: Fémur Trabecular 12

13 RESULTADOS 90º Linha 1 0 Principal Elastic Strain Min (µstrain) Fémur com Prótese Fémur Intacto

14 RESULTADOS 90º Linha Principal Elastic Strain Min (µstrain) Fémur com Prótese Fémur Intacto 14

15 RESULTADOS 90º Linha Principal Elastic Strain Min (µstrain) Fémur com Prótese Fémur Intacto 15

16 TRABALHO REALIZADO Conclusões actuais: Foi possível verificar que ocorre uma diminuição da deformação elástica nas áreas do osso anexas à prótese, especialmente no osso trabecular; A deformação registada não significa risco de ruptura para o osso trabecular; Desta forma, este tipo de prótese terá forte probabilidade de motivar uma revisão a médio-prazo. 16

17 TRABALHO FUTURO Estes resultados têm por objectivo: Conceber novas geometrias que permitam reduzir o efeito de stress shielding; Acrescentar dados concretos às discussões sobre realização de ATJ ou apenas APF; Determinar a utilização ou não do cimento ósseo como meio de fixação de próteses patelo-femorais. 17

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