Análise comparativa de hastes longas vs hastes curtas na artroplastia da anca

Mestrado em Engenharia Mecânica ; articulação da anca é das articulações mais importantes presentes no corpo humano, devido em especial às cargas envolvidas na mesma, que a tornam interesse de estudo. No entanto estão associadas a esta articulação diversas anomalias resultantes de patologias, levando à necessidade de uma intervenção cirúrgica. Esta intervenção tem por meio a substituição total da articulação por artefactos protésicos como componentes femoral e acetabular. Nos componentes femorais existe uma grande variedade de próteses, em termos de tamanhos e geometrias, o que altera o comportamento do fémur com a sua implantação. Com esta constatação, a presente dissertação tem como objetivo a realização de uma análise comparativa entre hastes curtas e hastes longas na artroplastia da anca. Esta avaliação tem por meio verificar qual dos implantes reproduz um comportamento mecânico mais similar com o obtido no osso intacto. Foram assim escolhidos três componentes para a realização deste estudo comparativo, dois com hastes curtas de geometrias distintas e uma haste longa. Numa primeira fase foram desenvolvidos os modelos geométricos de cada implante através de programas de modelação 3D. Para além dos modelos protésicos, também foi obtido um modelo geométrico do fémur intacto com o intuito de servir de meio comparativo na análise dos modelos implantados. Após a obtenção dos modelos geométricos, passou-se para a definição dos respetivos modelos numéricos através da utilização do Método dos Elementos Finitos. Com este pressuposto realizou-se o estudo de duas situações reais, uma situação de imediato pós-operatório e uma outra em que houve osseointegração na interface implante-osso, simulando assim um estado de médio-longo prazo de pós-operatório. Dos resultados obtidos foi possível verificar que as hastes curtas se aproximam mais do comportamento do osso intacto, no entanto observaram-se regiões com probabilidade de ocorrência de falha mecânica por fadiga devido a um acumular de deformações elevadas com maior ...