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Dissertação

{en_GB=Influence of Joint Conformity on the Failure Mechanisms of the Glenoid Implant—a finite element analysis} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=A falha do componente da glenoide é a complicação mais comum da artroplastia total anatómica do ombro, correspondendo a 80% das complicações a longo prazo. Os mecanismos de falha da glenoide, incluem a falha do próprio implante (fratura ou desgaste), falta de suporte do osso e fixação deficiente. Este componente sofreu várias alterações ao longo dos anos a nível dos materiais e do design, cuja influência na estabilidade da prótese tem vindo a ser estudada. No entanto, o conhecimento da influência da conformidade articular nos mecanismos de falha é ainda reduzido. O objetivo deste estudo foi compreender a interferência da diferença radial na falha do implante. Assim, utilizou-se o método de elementos finitos para simular a artroplastia total do ombro para três diferenças radiais de 1mm, 3mm e 5mm. O modelo computacional do ombro foi sujeito a seis casos de força obtidos através de um modelo multicorpo do membro superior para os movimentos de abdução e de flexão. Para avaliar a influência da conformidade articular nos mecanismos de falha recorreu-se a três métodos. Primeiramente, avaliou-se as translações umerais obtidas pelo modelo musculosquelético para todas as configurações. Em segundo lugar, para avaliar a falha do cimento analisaram-se as respetivas tensões de von Mises. Finalmente, a interface osso-cimento foi avaliada através do critério de Hoffman, recorrendo às tensões normais e de corte na interface. Os resultados mostraram que para uma maior conformidade articular o risco de falha da glenoide sobre condições fisiológicas é inferior do que para configurações com maior diferença radial. , en=Glenoid loosening is the most common complication after anatomic total shoulder arthroplasty, making up 80% of long term complications. Several mechanisms lead to glenoid loosening, including the failure of the implant itself (wear or fracture), lack of support of the underlying bone and inadequate fixation. The glenoid implant has suffered many alterations in composition and design over the years and their influence on joint and implant stability has been studied. However, the understanding of the influence of articular conformity in glenoid loosening is still limited. This study aimed to understand whether the conformity of the joint influences the failure of the glenoid component. Therefore, finite element analyses of three articular configurations of 1mm, 3mm and 5mm radial mismatch, were performed. The joint reaction forces obtained using a multibody model of the upper limb for abduction and flexion movements in different degrees of motion were applied in the FE model. To assess the influence of joint conformity in the mechanisms of glenoid loosening three analyses were performed. Firstly, the humeral translations retrieved from the multibody model were analyzed for the different configurations. Secondly, the evaluation of the Von Mises stresses on the cement allowed for the analysis of the mechanical failure of the material under cyclic loading. Finally, to analyze the bone-cement interface, the Hoffman failure criteria was applied, using both normal and shear stresses on the interface. The results showed that the more conforming configuration has lower risks of failure under healthy physiological conditions when compared to less conforming designs.}
Keywords: {pt=Artroplastia anatómica do ombro, Falha da glenoide, Mecanismos de falha, Análise de elementos finitos., en=Anatomic total shoulder arthroplasty, Glenoid loosening, Failure mechanisms, Finite element analysis.}

Discussão: novembro 30, 2021, 14:0