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Simulação Numérica de um Implante Tibial e Previsão da Remodelação Óssea após a sua Inserção
| dc.contributor.advisor | Belinha, Jorge Américo de Oliveira Pinto | |
| dc.contributor.author | Moreira, Catarina Cardoso | |
| dc.date.accessioned | 2023-10-18T09:54:11Z | |
| dc.date.available | 2023-10-18T09:54:11Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.description.abstract | A Artroplastia Total do Joelho (ATJ) é um dos procedimentos cirúrgicos com maior taxa de aplicação, tornando-se o método padrão ouro para osteoartrite avançada do joelho. Porém, as próteses de joelho empregues nos dias de hoje ainda necessitam de soluções de design apropriadas. O presente trabalho teve como principais finalidades o estudo computacional do comportamento mecânico de um implante para a articulação do joelho, bem como do processo de remodelação óssea que ocorre na tíbia após a inserção do implante. Assim, ao longo desta dissertação, foi feita uma revisão bibliográfica, a qual inclui as noções essenciais para a compreensão do estudo em questão. Inicialmente, realizou-se uma abordagem teórica acerca do tecido ósseo em geral, assim como do seu processo de remodelação. Estudou-se também a articulação do joelho e os diversos tipos de implantes que já existem no mercado para esta articulação. De seguida descreveu-se os métodos numéricos a utilizar (MEF e RPIM) e fez-se uma breve revisão do estado da arte da aplicação dos mesmos neste contexto. Posteriormente e já na parte prática deste trabalho, investigou-se como os parâmetros de design do implante, a geometria da haste neste caso, afetam a performance da prótese. Utilizou-se uma tomografia computadorizada de uma tíbia para simular múltiplas configurações de ATJs e assim se proceder às análises, recorrendo ao MEF e ao RPIM. Através dos resultados obtidos, concluiu-se que com a introdução do implante, as tensões na tíbia aumentam ligeiramente, mas os valores do campo de deslocamentos diminuem. Contatou-se também que uma haste mais curta é o ideal. Por fim, através da combinação do MEF com um algoritmo de remodelação óssea, simulou-se o processo de remodelação óssea que ocorre na tíbia, após a inserção do implante. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Total Knee Arthroplasty (TKA) is one of the surgical procedures with the highest application rate, becoming the gold standard method for advanced osteoarthritis of the knee. However, the knee prostheses employed today are still in need of appropriate design solutions. The main purpose of the present paper was the computational study of the mechanical behaviour of a knee joint implant, as well as of the bone remodelling process that occurs in the tibia after implant insertion. Therefore, throughout this dissertation a literature review was performed, which includes the essential notions for the understanding of the present study. Initially, a theoretic approach was made about bone tissue in general, as well as its remodelling process. The knee joint and the different types of implants that already exist in the market for this joint were also studied. After that, the numerical methods to be used (FEM and RPIM) were described and a brief review of the state-of-the-art of their application in this context was performed. Subsequently, and already in the practical part of this project, it was investigated how the design parameters of the implant, the stem geometry in this case, influence the performance of the prosthesis. A computed tomography scan of a tibia was used to simulate multiple configurations of TKAs, in order to perform the analyses using FEM and RPIM. Through the results obtained, it was concluded that with the introduction of the implant, the tensions in the tibia increase slightly, but the values of the displacement field decrease. It was also observed that a shorter stem is ideal. Finally, through the combination of the FEM with a bone remodelling algorithm, the process of bone remodelling was simulated which occurs in the tibia, after the insertion of the implant. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203367480 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/23701 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | pt_PT |
| dc.subject | Artroplastia Total do Joelho | pt_PT |
| dc.subject | Tíbia | pt_PT |
| dc.subject | Método dos Elementos Finitos | pt_PT |
| dc.subject | Métodos Sem Malha | pt_PT |
| dc.subject | Remodelação Óssea | pt_PT |
| dc.subject | Total Knee Arthroplasty | pt_PT |
| dc.subject | Tibia | pt_PT |
| dc.subject | Finite Element Method | pt_PT |
| dc.subject | Meshless Methods | pt_PT |
| dc.subject | Bone Remodelling | pt_PT |
| dc.title | Simulação Numérica de um Implante Tibial e Previsão da Remodelação Óssea após a sua Inserção | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Biomédica | pt_PT |