Dissertação

{en_GB=Analysis of the Bone Stresses for a Posterior Stabilized Knee Prosthesis with an Endomedullary Stem} {} EVALUATED

{pt=Por ser uma das maiores e mais complexas articulações do corpo humano, o joelho é também a mais vulnerável. Assim, quando sujeito a condições desfavoráveis, estas poderão levar ao aparecimento de lesões, que por sua vez poderão limitar, ou até mesmo, levar à perda total de função do joelho. Nestes casos, a substituição da cartilagem articular danificada por outra artificial, através da Artroplastia Total do Joelho, possibilita a restabelecimento do normal funcionamento do joelho, devolvendo ao paciente a sua mobilidade. Contudo, complicações poderão sempre surgir, levando depois à necessidade de uma cirurgia de revisão, na qual é feita a substituição dos componentes danificados, e na qual se dá a introdução de hastes metálicas adicionais, para assim aumentar a estabilidade e fixação dos componentes, garantindo ainda a estabilidade da articulação. Assim, tanto o pós-operatório como a longevidade do implante poderão ser melhorados. Posto isto, o modelo Posterior Estabilizado de Rolamento Fixo da prótese do joelho foi o escolhido para este estudo, e para a consequente criação do modelo de Elementos Finitos da articulação, após a cirurgia. Para isso, os programas utilizados foram o SolidWorks, ABAQUS, e MATLAB. Diferentes configurações deste modelo foram então numericamente analisadas sob diferentes condições mecânicas, tendo-se comparado as distribuições das tensões nodais obtidas. Deste modo, foi então possível verificar que, para as condições em estudo, os resultados obtidos apontam para que a inserção de uma haste endomedular produz variações nos valores de tensão no osso complementar. Contudo, algumas análises adicionais seriam ainda necessárias para confirmar esta afirmação., en=The knee joint is not only the largest but also the most complex and vulnerable joint of the human body. Therefore, particular unfavourable conditions, can lead to its structural damage, resulting in the limitation, or even loss of its function. In these situations, replacing the damaged joint by an artificial one, through the Total Knee Arthroplasty (TKA), enables the restablishment of its mechanical functionalities, while maintaining its stability and relieving patient’s pain, giving them back their independency in mobility, and their life quality. However, postoperative complications can occur, requiring then a revision TKA, consisting on replacing the damaged components, and adding metallic stems in the bones to enhance the stability and fixation of the prosthetic components, and consequently guaranteeing the joint stability. In addition, improved postoperative results and implant durability are then expected. For this study, the Fixed Bearing Posterior Stabilized Condylar Knee Prosthesis and the Fluted Stem model, were the chosen implants to create the Finite Element (FE) models of the knee joint after TKA. For that, SolidWorks, ABAQUS and MATLAB were the software used. Therefore, different configurations of the joint were numerically simulated under distinct mechanical conditions, and a comparison of the stress values and distribution along the knee bones were made. Finally, the results obtained for the FE conditions under study, pointed to the fact that inserting a stem in the bone endomedullary canal, has a real influence on the stresses of the complementary one. Nevertheless, additional analysis would still be required to confirm this statement.}
{pt=Artroplastia Total do Joelho, cirurgia de revisão, articulaçao do joelho, prótese, haste femoral e tibial, tensão de Von Mises, en=Total Knee Arthroplasty, revision surgery, knee joint, prosthesis, femoral and tibial stem, Von Mises Stress}

Novembro 29, 2018, 12:30

Orientação

ORIENTADOR

João Orlando Marques Gameiro Folgado

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

Luís Alberto Gonçalves de Sousa

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar