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- Avaliação das deformações em osso sintético durante um processo de furaçãoPublication . Fernandes, M.G.A.; Fonseca, E.M.M.; Natal, RenatoFace ao crescente aumento da população idosa verificado nos últimos anos, a técnica de furação constitui atualmente um dos procedimentos cirúrgicos mais utilizados na medicina. Tratando-se de uma ação indispensável no tratamento de fraturas ósseas, bem como no alojamento de implantes dentários, é essencial a utilização de parâmetros de furação adequados que permitam garantir a ausência do dano ósseo. O desenvolvimento de metodologias que avaliem e auxiliem o sucesso destes procedimentos tornou-se um desafio para a comunidade científica. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o campo de deformações geradas no tecido ósseo sob um processo de furação, utilizando um material de osso sintético da Sawbones®.
- Prótese de joelho sob carga assimétricaPublication . Fernandes, Inês da Silva; Fonseca, E.M.M.Os fabricantes disponibilizam aos profissionais de saúde uma diversificada oferta no que diz respeito a próteses do joelho, variando essencialmente na geometria e no tipo de material. Neste trabalho, utilizaram-se tomografias computorizadas de pacientes, que permitiram desenvolver modelos geométricos e com densidade óssea aproximada, para posterior inserção de uma prótese de joelho. Modelos computacionais 2D e 3D, submetidos à compressão por uma carga assimétrica, vão permitir eleger a melhor conjugação entre a geometria do osso e os materiais envolvidos, no desempenho da prótese.
- Metodologia numérica e experimental na avaliação da resistência femoralPublication . Fonseca, E.M.M.; Barreira, LuísaO objectivo deste trabalho é determinar a resistência femoral em quatro pacientes do género feminino, utilizando um método experimental e numérico. O estudo incide na análise de imagens médicas de fémur de pacientes com idades próximas. Recorrendo ao tratamento de imagens médicas é possível a utilização de técnicas avançadas de engenharia para a obtenção de modelos 3D e a medição experimental da espessura cortical, em planos considerados relevantes do fémur. Para cumprimento deste objectivo, foram utilizados programas de modelação e tratamento de imagem específicos (ScanIP e ZPrint), assim como a técnica de prototipagem rápida. A avaliação numérica da resistência femoral será efectuada com o recurso à técnica de elementos finitos, através do programa ANSYS. Cada modelo do fémur 3D será submetido a idênticas condições de carregamento, permitindo obter campos de tensões em planos anatómicos considerados críticos. A metodologia numérica e experimental permitirá identificar as zonas com menor resistência mecânica, e em simultâneo avaliar a influência da espessura do osso cortical do fémur.
- A influência da densidade óssea aparente na simulação de um fémur humanoPublication . Lima, M.J.; Fonseca, E.M.M.; Teixeira, Cristina; Barreira, LuísaA redução da massa óssea e a deterioração da micro-arquitectura do tecido leva a uma maior fragilidade do osso e ao consequente aumento de risco de fractura. Por este facto, considera-se relevante a quantificação da densidade de massa óssea e a verificação da sua sua influência de fluído, sendo a densidade efectiva a que inclui a massa de medula, essencialmente fluída. Essa medição é efectuada através da utilização de uma escala de valores cinza sobre a imagem médica em estudo. Inicialmente são determinados os valores de cálculo em unidades de densidade Hounsfield, sendo esta escala posteriormente convertida em medida da densidade óssea. Com base nesse registo, utilizar-se-á uma relação exponencial que permita calcular a dependência das propriedades biomecânicas do osso cortical e do osso trabecular da estrutura. Com este trabalho pretende-se verificar as zonas mais susceptíveis de fractura, no colo do fémur de um paciente de 70 anos utilizando o método de elementos finitos através do programa ANYSIS, para a obtenção das distribuições das tensões e deformações, nas diferentes situações de densidade óssea calculada.
- Análise biomecânica das fraturas diafisárias do fémur (Tipo B) utilizando uma haste intramedularPublication . Fernandes, M.G.A.; Fonseca, E.M.M.; Barbosa, Marcos Pinotti; Natal, RenatoAs fraturas ósseas na região diafisária do fémur são lesões complexas das quais resultam, habitualmente, períodos extensos de hospitalização e de reabilitação. O sistema de classificação desenvolvido pelo grupo Suíço AO (Arbeitsgemeinschaft fur Osteosynthesefragen; ASIF- Association for the Study of Internal Fixation) inclui a classificação das fraturas nos ossos longos no tipo A, B, ou C. O estudo irá incidir sobre a fratura diafisária do fémur do tipo B. O recurso a hastes intramedulares bloqueadas, no que diz respeito à fixação intramedular, é um dos tratamentos possíveis deste tipo de fraturas. No presente trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma metodologia para análise biomecânica de fraturas diafisárias do fémur (tipo B), seguindo o tratamento utilizado no hospital Nossa Senhora das Dores - Brasil. Foi gerado um biomodelo e um modelo simplificado do conjunto osso-implante-parafusos utilizando o método de elementos finitos. Os resultados obtidos indicam que a introdução das hastes intramedulares em aço inoxidável ou em titânio no fémur diminuem as tensões ao longo do osso, promovendo uma maior estabilidade. O modelo simplificado apresentou resultados compatíveis com o biomodelo. Este facto possibilita que o modelo simplificado se torne uma ferramenta vantajosa na análise biomecânica das fraturas diafisárias do fémur (tipo B), uma vez que não há recurso a imagens médicas.
- Avaliação biomecânica de prótese do joelho sob influência de cargaPublication . Fernandes, Inês da Silva; Fonseca, E.M.M.A artroplastia é a solução para diversos problemas que destabilizam a articulação do joelho. Os profissionais de saúde tem ao seu dispor várias próteses, variando essencialmente a geometria e o material. O trabalho foca-se no estudo biomecânico de próteses do joelho. Através de um modelo aproximado pretendeu-se obter o melhor desempenho de uma prótese, variando geometrias e materiais. O modelo biomecânico foi submetido a um carregamento à compressão permitindo avaliar as zonas de maior desgaste ósseo.
- Fenómenos de instabilidade em elementos tubulares submetidos à compressãoPublication . Fonseca, E.M.M.; Oliveira, C.A.M de; Melo, F.J.M.Q. deNeste artigo estuda-se o fenómeno de encurvadura por varejamento em elementos tubulares através dos resultados obtidos com um elemento finito de tubo, desenvolvido para análise não linear e com um programa comercial utilizando um elemento de viga com características não-lineares. Efectuaram-se ainda ensaios à temperatura ambiente em elementos tubulares, observando-se experimentalmente que a carga de colapso e o deslocamento lateral da estrutura apresentam comportamentos semelhantes aos resultados numéricos obtidos.
- Validação experimental de um modelo teórico para cálculo de elevados gradientes térmicos em estruturas de parede finaPublication . Fonseca, E.M.M.; Oliveira, C.A.M de; Melo, F.J.M.Q. deÉ apresentada uma formulação baseada no método dos elementos finitos para modelação de estruturas de parede fina para cálculo de temperaturas ao longo da espessura. Com base na teoria de condução de calor em corpos sólidos, foi possível desenvolver uma metodologia de cálculo simplificada para situações deste género. Pretende-se ainda validar o modelo teórico desenvolvido através da execução de ensaios como será demonstrado.
- Avaliação térmica provocada pela furação ósseaPublication . Sampaio, Cátia; Fonseca, E.M.M.; Pereira, Ana I.; Queijo, LuisCom este trabalho pretende-se avaliar o desenvolvimento da temperatura no osso cortical e trabecular, devido ao aquecimento provocado pelo processo de furação, utilizando técnicas experimentais e numéricas. Foram realizadas visitas a duas clínicas para acompanhamento da técnica de implantologia dentária e recolhidas imagens termográficas para a leitura da temperatura na broca após a furação. Na colocação de implantes dentários as variáveis que interferem no processo de furação do osso são: o material, o diâmetro, a geometria da ponta da broca, etc. A metodologia apresentada revela-se diferenciadora de outros trabalhos, pois são utilizados materiais compósitos com características similares aos materiais in vivo. Os métodos experimentais são baseados nas técnicas de termografia e introdução de termopares durante a furação dos diferentes materiais. Os métodos numéricos utilizam a técnica de elementos finitos e são validados com os resultados experimentais, tendo-se obtido um erro de 1,6% para o material Cortical+Denso, 2,4% no Cortical-Denso, 5,4% no Trabecular+Denso e 2,0% no Trabecular-Denso. Neste trabalho concluiu-se que a temperatura na broca aumentou consoante a densidade e a estrutura do material. Relativamente à densidade há uma diferença de temperatura de 47,4ºC para o material cortical e 11,8ºC no trabecular. No que se refere à estrutura, a diferença de temperaturas entre materiais mais densos é de 36,7ºC e nos menos densos é 1,4ºC. Verificou-se que a temperatura na broca é superior à temperatura no osso, sendo que no material Cortical+Denso há uma diferença de 48,0ºC, no Cortical-Denso 3,5ºC, no Trabecular+Denso 12,9ºC e no Trabecular-Denso 3,1ºC.
- Imagens médicas de fémur utilizadas no estudo do tecido ósseo sob influência da actividade muscular e quotidianaPublication . Magalhães, B.F.T.; Fonseca, E.M.M.; Teixeira, Cristina; Barreira, Luísa