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Title: Avaliação do Comportamento Mecânico do Uso de Duas Placas de Osteossintese na Estabilização de Aloenxertos
Other Titles: Evaluation of the Mechanical Behavior of the Use of Two Osteosynthesis Plates in the Stabilization of Allografts
Authors: Nunes, Raquel Maria Santos
Orientador: Amaro, Ana Paula Bettencourt Martins
Neto, Maria Augusta
Keywords: Aloenxerto; Fémur; Método de Elementos Finitos; Osteotomia; Placa de Osteossíntese; Allograft; Femur; Finite Element Method; Osteotomy; Osteosynthesis Plate
Issue Date: 25-Sep-2019
Serial title, monograph or event: Avaliação do Comportamento Mecânico do Uso de Duas Placas de Osteossintese na Estabilização de Aloenxertos
Place of publication or event: DEM
Abstract: A cicatrização e consolidação óssea são fundamentais para a regeneração do osso onde foi realizada uma osteotomia, ou ao qual foi necessário extrair parte do osso. Em ambas as situações há perda da continuidade anatómica e/ou instabilidade mecânica. Deste modo, a aplicação de placas de osteossíntese, e de parafusos, tem sido uma das formas de tratamento mais utilizadas, pois permite assegurar a estabilidade óssea. Ademais, por vezes, há a necessidade de recorrer a transplantes de osso, tecidos e/ou células, como solução terapêutica em situações clínicas mais complexas. Apesar do uso das placas de osteossíntese ser um dos métodos mais utilizados, não existe consenso quanto ao número de placas a utilizar, ao posicionamento das mesmas e aos enxertos ósseos a serem empregues nas mais variadas situações. Isto significa que, aquando uma operação cirúrgica, estes fatores dependem da decisão do cirurgião.Esta dissertação consiste num estudo numérico por recurso aos elementos finitos, através do software ADINA®. Deste modo, é feita uma análise quase-estática do fémur com diferentes modelos. Detalhadamente, é comparado um modelo de uma placa com um de duas placas. De seguida confronta-se este último com um modelo de duas placas com liberdade segundo o eixo y e, finalmente, um modelo de duas placas com recurso a aloenxerto com e sem fixação.Relativamente à análise dos resultados são estudados: deslocamentos, forças de contacto, pressão de contacto, tensões de von Mises e principais. Concluiu-se que o método de duas placas permite uma maior estabilidade do osso na zona da osteotomia, devido aos menores valores de deslocamento e tensões. Quanto aos modelos onde são utilizados aloenxertos não foram retiradas muitas conclusões, visto que as placas e os parafusos empregues, nas simulações, não foram os mais eficazes. Por último, foi possível aferir que as zonas mais críticas são as osteotomias/aloenxertos e os parafusos.
Healing and bone consolidation are fundamental for the regeneration where an osteotomy was performed, or for which part of the bone had to be extracted. In both situations there is loss of anatomical continuity and/or mechanical instability. Thus, the application of osteosynthesis plates and screws has been one of the most widely used forms of treatment, as it ensures bone stability. In addition, sometimes there is a need for bone, tissue and/or cell transplantation as a therapeutic solution in more complex clinical situations. Although the use of osteosynthesis plates is one of the most used methods, there is no consensus on the number of plates to be used, their positioning and the bone grafts to be applied in the most varied situations. This means that during a surgical procedure, these factors depend on the surgeon's decision.This dissertation is a finite element numerical study using ADINA® software. Thus, a near-static analysis of the femur with different models is made. In detail, a one-plate and two-plate model is compared. Next, the latter is confronted with a two-plate model with freedom along the y axis and, finally, a two-plate model using allograft with and without fixation.Regarding the analysis of the results are studied: displacements, contact forces, contact pressure, von Mises and main stresses. It was concluded that the two-plate method allows greater bone stability in the osteotomy zone, due to lower displacement and stress values. As for the models where allografts are used, not many conclusions were drawn, since the plates and screws employed in the simulations were not the most effective. Finally, it was possible to verify that the most critical areas are osteotomies/allografts and screws.
Description: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
URI: http://hdl.handle.net/10316/87918
Rights: openAccess
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