Título

SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE HASTE DE UMA PRÓTESE TOTAL DE QUADRIL

SIMULATION NUMERICAL ROD OF A TOTAL HIP PROSTHESIS

Autoria

Cardoso, Raphael Calazans; Azevedo, Thiago Figueiredo; Santos, Antônio Pereira; Griza, Sandro

DOI

10.5151/2594-5327-23196

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Resumo

As substituições articulares são importantes para indivíduos que sofrem por doenças degenerativas ou acidentes. Uma das técnicas mais utilizadas é a substituição total de quadril. Na realização dos estudos que tem como propósito a análise e o aprimoramento dos implantes é importante o uso da simulação numérica, já que através dessa ferramenta é possível solucionar problemas associados a formas complexas. O presente estudo visa realizar uma simulação computacional que retrate as condições impostas a uma prótese, com objetivo de analisar as tensões geradas na peça em situações diferentes de geometria e interface. Foram estudados dois tipos de condições geométricas (com e sem suporte distal) em dois tipos de interface (colada e com atrito estático de 0.15). Para as condições de contorno da simulação foi realizado engastamento na base e carregamento de 287,5 MPa, que corresponde a 2.300 N de força na parte superior da prótese. Além disso, foram consideradasas propriedades constitutivas do osso como 15 GPa de módulo de elasticidade e 0,3 de coeficiente de Poisson, do cimento ósseo como 2,8 GPa e 0,33; e finalmente da haste como 205 GPa e 0,3. Com os resultados da simulação ficou explicito que a ausência de suporte distal não alterou o valor e a distribuição de tensões no caso de superfície colada, mas alterou no caso de atrito.

 

Joint replacements are important for individuals who suffer from degenerative diseases or accidents.One of the most used techniques is the total hip replacement. In the studies that aim to analyze and improve the design implants, it is important to use the numerical simulation, since it can solve problems associated with complex shapes. The present study aims to evaluate a computer simulation reproducing the conditions imposed on a THA stem. The study aims to analyze the stresses generated in the stem in different THA forms and interface. We studied two forms: with and without distal support; and two interfaces: bonded and with static friction of 0.15. The load applied was 287.5 MPa, which corresponds to 2,300 N force on the top of the stem. Constitutive properties used for the bone was 15 GPa of modulus of elasticity and 0.3 of Poisson's ratio; for the cement was 2.8 GPa and 0.33, and finally for the stem was 205 GPa and 0.3. The simulation showed that the lack of distal support did not alter significantly the amount and distribution of stresses in the case of interfacial bond, but it alter the amount and distribution of stresses in the case of friction.

Palavras-chave

Simulação; Implantes; Tensões.

Simulation; Implants; Stress.