{en=The influence of the pelvic bone on computational results of the acetabular component of a total hip prosthesis} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Os modelos computacionais desenvolvidos para avaliar a performance das próteses da anca normalmente não consideram a presença do osso pélvico. No entanto, a deformação sofrida nos componentes das próteses depende da rigidez dos ossos que os suportam. O objectivo deste trabalho é analisar a influência da modelação do osso pélvico na pressão de contacto e desgaste na cúpula acetabular, tendo em conta a rigidez do implante. Desenvolveu-se em Abaqus, um modelo 3D de elementos finitos da prótese da anca e do osso pélvico. O componente acetabular foi modelado com uma interface osso/polietileno em cimento e em metal, articulado contra uma cabeça metálica. Foi também testado o par articular de cobalto-crómio. Foram considerados dois modelos com diferentes condições fronteira: num, a área posterior da cúpula é fixa de forma rígida (sem considerar o osso pélvico), no outro, a cúpula é fixa ao osso deformável. A influência da modelação do osso com propriedades isotrópicas homogenea e não-homogeneamente distribuídas foi também discutida. Os resultados mostram que, os valores de pressão e desgaste obtidos nas cúpulas com interface metálica são praticamente independentes da modelação do osso pélvico. Assim, os estudos das próteses da anca nestas condições podem não ser específicos para cada paciente (a qualidade do osso é desprezável). No entanto, a análise dos resultados para próteses cimentadas mostram diferenças significativas na performance do implante com e sem a presença da modelação do osso pélvico, o que justifica a especificidade dos estudos para cada paciente. , en=The computational models developed to evaluate the hip joint performance usually neglect the presence of the pelvic bone. However, component?s deformation depends on the stiffness of the underlying bone. The objective of this work is to analyse how the inclusion of the pelvic bone in the model influence the computed acetabular contact pressure and wear. Thus, the influence of the pelvic bone is discussed, in particular how it depends on the acetabular component stiffness. This study was performed using a 3D finite element model in ABAQUS. The acetabular component was considered to be made of a polyethylene liner with and without metal-backing articulating against a metallic head. It was also tested a cobalt-chromium liner. Two different support conditions were considered: in one model, the posterior area of the acetabular cup was rigidly fixed (pelvis was neglected) while in the other, the cup was attached to the deformable pelvic bone. The results considering the pelvic bone modelled with isotropic properties either homogeneous or non-homogeneously distributed were compared. The results show that, the pressure and wear values obtained for the metal-backed cups are almost independent of the pelvic bone. Thus, the study of the hip joint can be performed without a patient-specific analysis where the quality of pelvic bone is not included. On the other hand, the analysis of all-polyethylene components leads to different contact results with and without pelvic bone. In that case, patient-specific studies are justified since changes in pelvic bone stiffness can lead to different implant performances. }

Discussão: novembro 18, 2008, 17:0

Orientação

AUTOR

Sara Adriana Loureiro Barreto (ist154464)

CO-ORIENTADOR

Paulo Rui Alves Fernandes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

João Orlando Marques Gameiro Folgado

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar