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Capítulo 6 Estudo numérico de comparação entre haste curta e haste longa

6.2 Resultados dos modelos numéricos e discussão

6.2.1 Modelo longo prazo

6.2.1.1 Resultados obtidos no osso cortical

Os resultados obtidos no osso cortical foram retirados ao longo da linha média do mesmo para os diferentes aspetos considerados em análise. No aspeto anterior (figura 6.4), o fémur intacto apresenta valores máximos das deformações principais máximas e mínimas de 1450 µɛ e -1050 µɛ, respetivamente, ocorridas na zona proximal do fémur. Os modelos implantados apresentam uma diminuição das deformações principais ao longo do osso cortical neste aspeto. Fazendo uma comparação dos valores dos modelos implantados no local onde se verifica os picos de

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41%, 55% e 61% nas deformações máximas e de 28%, 26% e 44% nas deformações mínimas para as hastes Silent, Corail, Proxima, respetivamente.

Da observação efetuada aos resultados é possível verificar que na região proximal do fémur, a haste Silent é aquela que apresenta valores de deformação mais próximos dos obtidos para o fémur intacto. De notar que nesta região a prótese

Proxima apresenta resultados de deformações principais máximas ligeiramente inferiores quando comparada com a prótese Corail. Na região distal verificou-se uma aproximação das deformações principais para os diferentes modelos implantados devido à correção de forças previamente estabelecida. Através destes resultados conclui-se que a haste Silent permite um comportamento mecânico mais próximo do modelo intacto no aspeto anterior, ao invés dos restantes implantes onde será espectável a existência de uma redução de densidade óssea no aspeto em causa, indicando a existência de stress-shielding.

Figura 6.4 - Deformações principais máximas e mínimas no aspeto anterior.

No aspeto lateral (figura 6.5), na região do trocânter maior, verificou-se que as deformações principais dos implantes, ultrapassam as deformações observadas para o modelo intacto em cerca de 46% para as deformações máximas e 40% para as deformações mínimas, nos casos dos modelos Corail e Proxima, chegando a alcançar valores de 2800 µɛ e -930 µɛ, respetivamente para as deformações máximas e mínimas. Devido a este aumento das deformações por partes destes implantes, poderá surgir um acumular de tensões nesta mesma região provocando uma falha mecânica por fadiga. Após este primeiro terço, observa-se uma diminuição das deformações principais mínimas e máximas ao longo do resto do osso cortical. Na região distal, verifica-se uma convergência das deformações máximas e mínimas, indo ao encontro

-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 De fo rm açõ es p rin cipa is (µ m ) Comprimento fémur (mm)

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das obtidas para o osso intacto. No entanto da observação foi possível visualizar uma melhor distribuição das cargas da articulação nesta região por parte da haste Corail.

Figura 6.5 - Deformações principais máximas e mínimas no aspeto lateral.

O aspeto medial do fémur intacto (figura 6.6) apresentou o valor de deformação principal mínima mais elevado, quer a na região próxima, quer na região distal com valores de -2300 µɛ e -3100 µɛ, respetivamente. Tal como verificado nos aspetos anterior e lateral, existe uma diminuição das deformações principais máximas e mínimas nos modelos implantados quando comparados com o modelo intacto. Para as deformações mínimas verificou-se uma redução de 16%, 21% e 34% nas hastes Silent, Proxima e Corail, na parte proximal a cerca de 40mm do colo femoral. Já nas deformações máximas essa diminuição foi de 15%, 25% e 40%, respetivamente. Novamente observou-se que na região proximal do fémur, a haste Silent é a haste que mais se aproxima do comportamento mecânico do fémur intacto em ambas as deformações. É notório que ao contrário do sucedido nos aspetos anterior, no aspeto medial a prótese Proxima apresenta valores de deformações principais superiores às da prótese convencional Corail em toda a região da metáfise, o que traduz uma melhor distribuição das cargas fisiológicas nesta região. Sendo esta última, o implante que demonstra a maior redução de deformação imposta ao osso cortical, quando comprado com o ocorrido no fémur intacto. Este facto permite concluir que irá haver maior perda óssea na região proximal do fémur, o que irá implicar uma possível falha mecânica do implante, causando a necessidade de o paciente ser submetido a uma cirurgia de revisão. -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 De fo rm açõ es p rin cipa is (µ ɛ) Comprimento fémur (mm)

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Ao longo do osso cortical, passando da região proximal para a região distal, observou-se uma uniformização das deformações principais máximas e mínimas para os diferentes modelos implantados, denotando o aumento das deformações na região distal para a haste Corail em contrário do observado pelas restantes hastes curtas. Tal facto indicou o pressuposto assente nas hastes convencionais, no qual estas favorecem uma distribuição das cargas na região distal, sucumbindo as mesmas na região proximal.

Figura 6.6 - Deformações principais máximas e mínimas no aspeto medial.

Por fim no aspeto posterior (figura 6.7) verificaram-se as menores deformações principais máximas e mínimas, sendo os seus valores no fémur intacto de 380 µɛ e - 1000 µɛ. No que toca às deformações máximas, verifica-se uma distribuição uniforme entre os diversos modelos protésicos na metáfise. Após esta região denota-se um aumento das deformações principais máximas e mínimas nas próteses curtas, até um comprimento de 120 mm no fémur, no qual a partir deste comprimento, a prótese

Proxima apresenta uma diminuição das deformações principais. Constatou-se mais uma vez, que a haste Silent replicou mais aproximadamente o comportamento do fémur intacto, quando comparada com as restantes hastes, apesar de as suas deformações serem substancialmente inferiores às do fémur intacto. Na região distal denota-se mais uma vez a aproximação das deformações principais dos modelos implantados às do osso intacto, sendo visível a melhor distribuição nesta zona por parte da haste Corail.

-3500 -3000 -2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 De fo rm açõ es p rin cipa is (µ ɛ) Comprimento do fémur (mm) Silent Proxima Corail Fémur

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Figura 6.7 - Deformações principais máximas e mínimas no aspeto posterior

Com as observações efetuadas nos aspetos, anterior, posterior, lateral e medial, salta à vista que a haste Silent, é das três a que consegue replicar melhor o comportamento evidenciado pelo fémur intacto, no que à situação de osseointegração diz respeito. De realçar também o facto de a haste Proxima apresentar valores de deformação principais, em algumas zonas do fémur, semelhantes à haste convencional, tendo por vezes deformações inferiores a esta. O aspeto em que a haste

Proxima ganha vantagem relativamente à Corail ocorre no aspeto medial, onde é evidente a diferença da distribuição de cargas na região proximal. Tal facto indicia que a haste convencional na zona da metáfise para o aspeto medial apresenta fraca distribuição das cargas fisiológicas, o que irá traduzir numa reabsorção óssea na região calcar. Este resultado é o mais evidenciado nas próteses convencionais, já que tal como observado nos gráficos das figuras acima, este tipo de hastes aproxima-se mais do comportamento mecânico do fémur a partir da diáfise, pois é nesta zona onde é feita a transferência da carga aplicada à articulação.