Dissertação

Biomechanical Analysis of the Human Lumbar Spine - An Experimental and Computational Approach EVALUATED

A coluna lombar é um local propenso à ocorrência de doenças, particularmente lombalgia, uma manifestação dolorosa que envolve múltiplos componentes da coluna e afecta grande parte da população. Adicionalmente possui grande impacto nas despesas anuais de saúde individuais e públicas. O estudo biomecânico da coluna lombar permite uma maior compreensão dos mecanismos inerentes a esta condição. Modelos específicos do doente auxiliam não só na prevenção de lesões, mas também no planeamento e monotorização de intervenções cirúrgicas, quando estas são inevitáveis. Do mesmo modo, métodos experimentais, como modelos animais in vitro, fornecem informações valiosas no teste de novos dispositivos médicos ou na investigação de condições patológicas. Em modelos computacionais, a escolha das propriedades mecânicas é fundamental para a fiabilidade dos resultados. No caso do osso, muitos modelos optam por uma representação simplificada dos componentes, pois não há uma divisão clara entre osso cortical e trabecular. Neste trabalho, o módulo de Young de vértebras de ovelha foi determinado por testes de compressão até fractura. Os resultados experimentais foram validados pela construção de um modelo de elementos finitos, para o qual se obteve a geometria das amostras por aquisições de CT e replicou-se as propriedades materiais e condições do teste. Paralelamente, estudou-se a sensibilidade das propriedades para um modelo humano de um segmento lombar. Inicialmente comparou-se a distribuição das propriedades mecânicas homogéneas e heterogéneas do osso, seguido pelo contraste entre um modelo linear e não linear do disco intervertebral. Os resultados foram avaliados pela distribuição de tensões, amplitude de movimento e pressão intradiscal.
Coluna Lombar, Trabalho Experimental, Modelo Animal, Validação, Elementos Finitos, Propriedades Materiais

Maio 27, 2015, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

João Orlando Marques Gameiro Folgado

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Paulo Rui Alves Fernandes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado