{en=Biomechanical analysis of the tibial tray design in TKA: comparison between modular and offset tibial trays} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=A artroplastia total do joelho é o procedimento ortopédico mais realizado entre idosos. Contudo, as próteses de joelho actualmente disponíveis ainda carecem de soluções adequadas no design. Em casos onde a anatomia da tíbia não permite que próteses convencionais sejam utilizadas, como no caso em que o centro da diáfise não coincide com o centro da região epifiso-metafisária (offset), é necessário utilizar pratos tibiais com haste lateralizada. O objectivo deste trabalho é analisar a influência desta lateralização da haste na distribuição das cargas no osso. Neste trabalho, quatro modelos geométricos diferentes foram desenvolvidos em Solidworks: dois considerando a tíbia intacta, para o caso standard e para o caso offset, e outros dois considerando a assemblagem final de componentes protésicos tibiais no osso, para os dois casos supramencionados. O método dos elementos finitos foi utilizado para se proceder à análise biomecânica dos modelos. A distribuição e concentração de tensões no osso e nos componentes tibiais ? prato tibial e haste ? e a blindagem de tensões (stress shielding) foram avaliados. Os resultados revelam que a tíbia intacta no caso offset está sujeita a valores de tensão mais elevados que no caso standard. Uma vez que estes são os valores de referência utilizados para calcular o efeito de stress shielding, o comportamento no caso standard e no caso offset é semelhante no que diz respeito a este efeito. Contudo, as tensões a que o osso fica sujeito quando se utiliza uma prótese com haste lateralizada são significativamente maiores. , en=Total knee arthroplasty is the most common orthopedic procedure performed on older persons. However, knee prosthesis available still lack the adequate design solutions. In cases where the tibia diaphysis is not coincident with the center of the methaphysis, the standard prosthesis cannot be used and it is necessary to utilize offset tibial trays. The aim of this work is to analyze the influence of this offset in the bone?s stress distribution. In this work, four geometric models were developed in Solidworks: two considering the intact tibia, for the standard and offset case, and the other two considering the final assembly of the prosthetic tibial components in the bone, for the aforementioned cases. The finite element method was used to obtain the biomechanical analysis of the models. The stress concentrations and distribution in the bone and in the tibial implants ? tibial tray and stem attachment ? and the stress shielding were assessed. The obtained results reveal that the intact offset tibia is subjected to higher stress values than the standard case. Given that these are the reference values used to compute the stress shielding effect, the behavior of the standard and offset case is similar regarding this effect. However, the stresses to which the bone is subjected when a offset tibial tray is used are significantly higher.}

Discussão: novembro 13, 2009, 16:0

Orientação

AUTOR

Ângela Vanessa Chan (ist155747)

CO-ORIENTADOR

João Orlando Marques Gameiro Folgado

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Paulo Rui Alves Fernandes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar