Biomecânica da articulação interfalângica proximal-nativa versus artroplástica

Mestrado em Engenharia Mecânica ; A presente dissertação teve como principal objetivo o estudo de aspetos biomecânicos da articulação interfalângica proximal da mão, mais precisamente as alterações induzidas pela artroplastia, quando comparado com a articulação no estado nativo. Numa primeira etapa realizou-se uma análise detalhada dos aspetos anatómicos, biomecânicos, patológicos e respetivos tratamentos da articulação com especial enfoque no processo artroplástico desta. Posteriormente, desenvolveram-se os modelos geométricos das estruturas ósseas envolvidas e respetivos implantes com base na digitalização destas estruturas físicas. Na fase posterior desenvolveram-se os modelos numéricos de elementos finitos da condição da articulação nativa e protésica. Os modelos representativos da condição protésica simularam duas situações de interface entre o implante e o osso, por forma a representar duas condições cirúrgicas distintivas, uma representativa de um estado pós cirúrgico e a outra de um estado de médio-longo termo, onde é suposto uma boa ancoragem do implante ao osso. Nestes modelos foram analisados e comparados os estados de deformação no osso, estabilidade do implante e os níveis de tensão no implante para as diferentes condições de carga. De seguida, desenvolveram-se modelos experimentais da articulação com recursos a modelos ósseos especificamente desenvolvidos para o efeito, constituídos por um corpo interior em espuma, replicando a estrutura de osso esponjoso, e uma casca externa em resina epóxi reforçada com fibra de vidro, replicando a estrutura de osso cortical. Estes modelos foram instrumentados com extensómetros nas suas superfícies por forma a avaliar os estados de deformação na sua condição nativa e artroplástica para duas condições de carga distintas representativas de atividades diárias da mão, avaliando-se assim a alterações de transferência de carga no córtex. Os resultados dos modelos numéricos foram comparados com os experimentais, obtendo-se uma boa correlação entre estes. As deformações ...