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Título: Avaliação biomecânica das vértebras cervicais C6-C7 e disco intervertebral
Autor: Plácido, Sara Cristina Martins
Orientador: Fonseca, E.M.M.
Pereira, Ana I.
Palavras-chave: Cervical
Deslocamentos
Disco intervertebral
Rigidez
Data de Defesa: 2015
Resumo: A coluna vertebral constitui um importante meio de sustentação do corpo humano. Lesões ao nível vertebral, podem provocar graves problemas ao Homem, se não forem devidamente tratadas. O trabalho desenvolvido tem como objetivo principal o estudo do conjunto biomecânico composto pelas vértebras cervicais C6-C7 e disco intervertebral. Pretende-se analisar os deslocamentos, através da modificação de materiais constituintes dos segmentos vertebrais, verificando qual a influência na rigidez do conjunto. Para além de testes de convergência, foram efetuadas noventa e oito simulações numéricas finais, recorrendo ao programa de elementos finitos (Ansys®). Foram desenvolvidos diferentes tipos de análise: modelos simplificados 2D e 3D e, ainda, modelos reais com aplicação de carregamentos à compressão e momento fletor, com intensidades variáveis, considerando uma análise linear estática e uma análise de contacto. Os resultados obtidos demonstram maiores deslocamentos na vértebra próxima do carregamento e, menores deslocamentos na vértebra com constrangimentos. Relativamente à rigidez, conclui-se que, quanto maior o módulo de elasticidade do material utilizado, maior será a rigidez obtida no conjunto das vértebras. Foi ainda possível concluir que o Titânio, em termos de rigidez, é um constituinte importante em possíveis próteses de substituição do disco intervertebral, promovendo a rigidez do conjunto biomecânico cervical, estabilidade e desempenho funcional. São ainda apresentadas as tensões de von Mises dos modelos reais à compressão, verificando-se que, a carga aplicada não provoca tensões elevadas ao conjunto biomecânico.
The spine is an important support to the human body. Injuries to the spinal level can cause serious problems to the humans, if are not properly treated. This work aims to do a biomechanical study of the C6-C7 cervical vertebrae and intervertebral disc. It is intended to analyze the displacements, by modifying the constituent materials of the vertebral segments, checking the influence on the rigidity of the assembly. In addition to convergence tests were performed ninety eight numerical simulations using the finite element program (Ansys®). Different types of simplified 2D and 3D analysis and also 3D real models were developed with application of compressive loads and bending moments, with varying intensities, considering a linear static and contact analysis. The results of the displacements show greater changes in the vertebra near to the applied load and any changes in the vertebra with constraints. Regarding to the rigidity, it is concluded that the higher the modulus of elasticity of the material used, the greater the stiffness obtained in the vertebrae together. It was also concluded that the Titanium in terms of stiffness, is an important constituent for possible replacement of the intervertebral disc prosthesis, promoting the biomechanical stiffness of the C6-C7 assembly, stability, and functional performance. Also, von Mises stresses in 3D real models were presented, verifying that the applied load not causes high level of stresses in the biomechanical assembly.
URI: http://hdl.handle.net/10198/12403
Designação: Mestrado em Tecnologia Biomédica
Aparece nas colecções:TB - Tecnologia Biomédica

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