Dissertação

{pt_PT=Damage-based assessment of the risk of cut-out in trochanteric fractures for different PFNA blade positions} {} EVALUATED

{pt=O cut-out do parafuso de implantes da anca, definido como a perfuração da cabeça femoral devido ao colapso em varo do ângulo entre o pescoço e a diáfise, é a complicação mecânica mais comum no tratamento de fracturas trocantéricas. Um dos principais factores que influenciam o risco de cut-out é a posição do parafuso na cabeça femoral. Uma vez que a posição óptima do parafuso do PFNA nas direcções superior-inferior e medial-lateral não é conhecida, o objectivo deste trabalho foi investigar o impacto do posicionamento nestas direcções, usando modelos de elementos finitos de dois fémures com fracturas trocantéricas instáveis. Estes modelos foram combinados com um modelo de dano com adaptação de rigidez para avaliação do risco de cut-out. O parafuso foi colocado em cada modelo a quatro distâncias discretas da superfície da cabeça femoral – 5, 10, 15 e 20 mm – tanto em posições centrais como inferiores. A distribuição de dano no osso resultante do carregamento ao andar foi avaliada visual e quantitativamente, de modo a comparar o comportamento das oito posições e prever o risco relativo de cut-out para cada uma. Os resultados sugerem que quanto maior a profundidade de inserção do parafuso, menor o risco, ainda que não sejam recomendadas distâncias da ponta do parafuso à superfície da cabeça inferiores a 5 mm, e que a posição medial-lateral é mais relevante enquanto preditor do cut-out do que a posição superior-inferior. Foram também avaliados casos com carregamento excessivo, que mostraram grande impacto na propensão para o cut-out., en=Cut-out of the hip screw of fracture fixation implants, defined as the perforation of the femoral head by the screw due to the collapse of the neck-shaft angle into varus, is the most common mechanical complication in the treatment of trochanteric fractures. Among the factors that contribute to cut-out, the blade positioning in the femoral head is reported as one of the most relevant. Since the optimal blade position in the superior-inferior and medial-lateral directions is unknown, the goal of this work was to investigate the impact of blade positioning in these directions, using three-dimensional finite element models of two femora with unstable trochanteric fractures and eight different screw positions. These models were coupled with a stiffness-adaptive damage model for the evaluation of the risk of cut-out. The PFNA blade was placed in each model at four discrete distances from the femoral head surface – 5, 10, 15 and 20 mm – in both central and inferior positions. The damage distribution in bone resulting from a gait loading condition was visually and quantitatively assessed to compare the performance of the eight positions and predict the relative risk of cut-out for each. The results suggest that the deeper the blade, the lower the risk, although no tip-surface distances under 5 mm are recommended, and that the medial-lateral position is more relevant as a cut-out predictor than the superior-inferior position. Excessive loading conditions were also evaluated and were found to greatly impact the risk of cut-out.}
{pt=Cut-out, Dano, Fracturas trocantéricas, Método dos Elementos Finitos, PFNA, en=Cut-out, Damage, Finite Element Method, PFNA, Trochanteric fractures}

novembro 29, 2021, 17:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Carlos Miguel Fernandes Quental

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

João Orlando Marques Gameiro Folgado

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado