PROCEEDWGS OF THE 7THPORTUGUESE CONGRESS ON BlOMECHANICS

ATAS DO

7° CONGRESSO NACIONAL DE BlOMECÂNICA

PROCEEDWGS OF THE

7THPORTUGUESE CONGRESS ON BlOMECHANICS

SOC EDASE

PORTUGUESA

BIOMECÃNICA

Título 7° Congresso Nacional de Biomecânica

Organização Paulo Flores Filipe Marques Filipe Silva

José Carlos Teixeira José Luís Alves José Pimenta Claro Nuno Dourado Sara Cortez

João Folgado

Editor Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Minho

Depósito Legal 420832/17

ISBN 978-989-20-7304-0

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida ou

transmitida de qualquer outra forma ou por qualquer meio, electrónico ou mecânico,

incluindo fotocópia, gravação ou outros, sem prévia autorização escrita da editora.

COMISSÃO DE HONRA HONOR COMMITTEE

Reitor da Universidade do Minho

Doutor António M. Cunha

Presidente da Câmara Municipal de Guimarães Dr. Domingos Bragança

Presidente do Health Cluster Portugal

Doutor Luís Portela

Presidente da Sociedade Portuguesa de Biomecânica

Doutor Paulo Fernandes

Presidente da Sociedade Portuguesa de Estomatologia e Medicina Dentária

Doutor Pedro Mesquita

COMISSÃO ORGANIZADORA | ORGANIZING COMMITTEE

Paulo Flores, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Minho

Filipe Marques, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Minho Filipe Silva, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Minho

José Carlos Teixeira, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Moinho

José Luís Alves, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Minho

José Pimenta Claro, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Minho

Nuno Dourado, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Minho

Sara Cortez, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Minho

João Folgado, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa

PATROCÍNIOS E APOIOS INSTITUCIONAIS | SPONSORSHIP AND INSTITUTIONAL SUPPORT

UMINHO SOCÍSDAOÊ

POSTUüUESA

BlOtíECÂNfCA

^crnEmE

_{CEKTER FOR MiCRflElECTROMECHANICAl SYSTiMS}

bjomech

COMISSÃO

CIENTIFICA | SCIENTIFIC COMMITTEE

Adélia Sequeira (IST) Amílcar Ramalho (UC)

António Completo (UA)

António Figueiredo (UC)

António Ramos (UA) António Silva (UTAD) António Veloso (FMH) Aurélio Faria (UB I) Cristina Santos (UM) Daniela Vaz (IPL) Elza Fonseca (IPB) Fernando Simões (IST)

Fernando Gilberto Costa (FMUP)

Filipa João (FMH)

Filipe Carvalho (CMRRC-Rovisco Pais)

Filipe Silva (UM)

Gonçalo Dias (UC)

Helena Moreira (UTAD) Hélder Rodrigues (IST) Jacinto Monteiro (FMUL) Javier Cuadrado (UComna) Joana Costa Reis (UEvora)

João Espregueira-Mendes (CEM)

João Folgado (IST)

João MCS Abrantes (ULusófona) João Manuel Tavares (FEUP) João Paulo Vilas-Boas (FADEUP)

Jorge Ambrósio (IST)

Jorge Belinha (FEUP)

Jorge Laíns (CMRRC-Rovisco Pais)

José Alberto Ramos Duarte (FADEUP) José Carlos Reis Campos (FMDUP) José Luís Alves (UM)

José Luís Alves (UM)

José Manuel Casanova (FMUC) José Oliveira Simões (UA)

Josep Llagunes (UPCatalonia)

Leandro Machado (FADEUP)

Lídia Carvalho (ESTESCTEC)

Luciano Menegaldo (UFRJ)

Luís Rocha (UM) Luís Roseira (ISEC) Luísa Sousa (FEUP) Manuel Gutierres (FMUP) Marco Parente (FEUP) Maria Augusta Neto (UC)

Mário Augusto Vaz (FEUP)

Mário Forjaz Secca (UNL) Mário João Camelas (UNL)

Miguel Tavares da Silva (IST)

Miguel Velhote Correia (FEUP)

Nuno Dourado (UM) Paulo Flores (UM) Paulo R. Fernandes (IST) Paulo Piloto (IPB) Pedro Coelho (UNL) Pedro Martins (FEUP) Pedro Morouço (IPL) Renato Natal Jorge (FEUP) Rita Santos Rocha (IPS) Ronaldo Gabriel (UTAD) Rui Barreiros Ruben (IPL) Rui Lima (UM)

Rui Miranda Guedes (FEUP) Vera Moniz-Pereira (FMH)

7° CONGRESSO NACIONAL DE BIOMECÂNICA

Paulo Flores et al. (Eds)

Guimarães, Portugal, 10 e II de fevereiro de 2017

PREFÁCIO

Este livro contém os resumos dos trabalhos apresentados no 7° Congresso Nacional de Biome-cânica (CNB2017) que decorreu no Departamento de Engenharia MeBiome-cânica da Universidade do Minho, em Guimarães, Portugal, nos dias 10 e 11 de fevereiro de 2017.

O Congresso Nacional de Biomecânica (CNB) é o mais importante e prestigiado encontro

cien-tífico organizado em Portugal, na área da Biomecãnica. O CNB é um importante fómm de

dis-cussão e colaboração entre investigadores das várias áreas da Biomecânica, promovendo parce-rias e projetos de mvestigação de interesse comum. Além disso, o CNB procura incentivar a participação dos estudantes com o objetivo de potenciar o crescimento e a interação da

Biome-cânica em Portugal.

O evento é bienal, e a prüneira edição, sob o nome "Encontro l Biomecânica", realizou-se em Martinchel, Abrantes em fevereiro de 2005. Em 2007 realizou-se o 2° Encontro em Évora. Na

terceira edição, realizada em Bragança em 2009, houve uma alteração de designação para o atual Congresso Nacional de Biomecânica. Nas edições seguintes, 2011, 2013 e 2015, o

Con-grosso Nacional de Biomecânica continuou a crescer tendo-se realizado em Coimbra, Espinho e

Leiria, respetivamente.

Nesta 7 edição do Congresso Nacional de Biomecânica foram aceites cerca de 160 trabalhos de

10 países. O presente livro está dividido em diversos capítulos que refletem os diferentes

tópi-cos do congresso, nomeadamente: anto-opometria; biofabricação; biomateriais; biomecânica cardiovascular, biofluidos e hemodinâmica; biomecânica celular e molecular; biomecânica da lesão/impacto; biomecânica de reabilitação; biomecânica desportiva; biomecânica do crânio e coluna; biomecânica do sistema músculoesquelético; biomecânica dos tecidos; biomecânica ocupacional; biomecânica orofacial; biomecânica ortopédica; biomecânica respü-atória; cirurgia assistida por computador; engenharia dos tecidos; ensino da biomecânica; mecânica experimen-tal em biomecânica; visão por computador em biomecânica.

A Comissão Organizadora do CNB2017 agradece a todos os Patrocinadores pelo apoio

conce-dido, bem como à Comissão Científica pela cooperação e avaliação dos trabalhos. Uma palavra

especial para os autores, porque sem autores não haveria CNB. Por último, um agradecimento especial à Sociedade Portuguesa de Biomecânica pelo privilégio que nos concedeu de poder organizar o 7 Congresso Nacional de Biomecânica, e pelo muito apoio que prestou.

Guimarães, 10 de fevereiro de 2017

A Comissão Organizadora

Paulo Flores

Filipe Marques

Filipe Silva

José Carlos Teixeira

José Luís Alves José Pimenta Claro

Nuno Dourado

7" CONGRESSO NACIONAL DE BIOMECÃNICA Paulo Flores et al. (Eds)

Guimarães, Portugal, 10 e 11 de fevereiro de 2017

INTRODUCTION OF THE PRESIDENT OF SPB

Dear Colleagues,

This year we are attending to the 7th Congress of the Portuguese Society of Biomechanics

(SPB). The Congress is probably the most important event ofthe Society, and its regular

organ-ization, every two years since 2005, is an evidence ofthe vitality ofthe scientific community on

Biomechanics. In the present Congress we have 159 presentations (138 oral and 21 posters) and,

once again, we reward excellence on the biomechanics research through the Young Researcher Award (Prize "João Arménio Correia Martins"), Best Poster Award, Best MSc Student Award

and Best PhD Student Award. Thus, the congress is a strong contribution for encouraging,

sup-porting and disseminating the biomechanics research undertaken in Portugal.

The research and development on biomechanics hás a great impact on public health and

peo-ple's wellness. The state ofthe art achieved in some áreas of biomechanics requires increasing

efforts on translation for a better understanding of the importance of public investment on

re-search. It is this challenge I launch to you for the coming years, wishing we are able to work

together on tiús objective. The Portuguese Society of Biomechanics will play its role being a

keystone for the researchers to develop their work. The Congress is an opportunity of

excellen-cy to find new partnership and to define collaborative projects.

I finish by sincerely thanking the organizing committee, in particular Prof. Paulo Flores, for

their professional work during the organization of CNB2017 and wishing to ali delegates a very

successful event.

Guimarães, February lOth, 2017

Paulo R. Fernandes

PresidentofSPB

7° CONGRESSO NACIONAL DE BIOMECÁNICA

Paulo Flores et al. (Eds)

Guimarães, Portugal, 10 e 11 de fevereiro de 2017

ÍNDICE | INDEX

PREFÁCIO ...v

PREFACE... vi

NOTA DO PRESmENTE DA SPB... vii

INTRODUCTION OF THE PRESIDENT OF SPB ... viii

Antrepeiiietria | Aafhropametrics

POTENCIAL DOS VALORES PADRÃO DE PARÂMETROS DO PERFIL ANTROPOMÉTRICO RESTRITO PARA A GRAVIDEZ...3

M. Santana, R. Pereira, H. Almeida, R. Ascenso e E. Oliveira ERGODIGITAL -NOVA APLICAÇÃO MÓVEL PARA AUXÍLIO DOS TÉCNICOS EM DFVERSAS AVALIAÇÕES ERGONÓMICAS...5

T. Pinto, N. Domingues, R. Ascenso, E. Oliveira e H. Almeida

Biofebricação | Biomanufiicüíring

FABRICO DE ORTÓTESES, PRÓTESES E IMPLANTES MULTIMATERIAL: APLICAÇÃO DE UMA METODOLOGIA HffiRIDA DE FABRICO ADHTVO ...9

M. Silva, R. Felismina, A. Mateus e C. Malça PROTOTYPE PRODUCTION SYSTEM FOR BONÉ IMPLANTS USINO MICROMACHINING TECHNIQUES... 11

EA. Avendano and F.A. Rojas Biomateriais l Bwmaterials QUALIDADE DO OSSO CORTICAL DE BOVINOS UTILIZANDO O MÉTODO DE REFINAMENTO RlETVELD ... 15

R. Erbereli, J.M. D.A. Rollo, R. R. Tullio e C. R. Marcondes PRINTING AND CHARACTERIZATION OF DENTAL OR SKELETAL IMPLANTS MADE OF POWDEREDCORTICALLYOPHILIZED BONÉ GRAFTS ... 17

A. Tinjacá, A. Robayo and F. Rojas DESENVOLVIMENTO DE MODELO ANIMAL IN VIVO PARA VERTEBROPLASTIA PERCUTÂNEA19 M. T. Oliveira, J.C. Potes, M. C. Queiroga, S. Rehman, K. Dalgamo, A. Ramos e J.C. Reis

ESTUDO DO PH DE SOLUÇÕES

DE H2Ü2 NA EFICDÊNCIA DO BRANQUEAMENTO E NA

MICRODUREZA DO ESMALTE ... 21

A. Branco, M. C. Polido, A.P. Serro e C. G.Figueiredo-Pina

DESENVOLVIMENTO DE PALMILHA PEDIÁTRICA USANDO GEL DE NANOCELULOSE ... 23

25®

_{Angela Pinheiro, Fernando Moita, Pedro Amaro, Luís Roseiro^Nipe Ca""11110}

para uma e.pressão mais aborrece ou mesmo furiosa caindo, em situações limites, alguns

Z. .

ersao m.is ^nça^, e^a mo^a ^^.

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de^mtZW

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^"Z^T^ ^e^^posicio^e^o global, Gps^^a^perm;^<^^

^^Í^, n 'correÏaaonar o tipo de movimento efetuado (marcha, corrida, etc.) com

os comportamentos posturais observados. __ ^ ^

^ . ,^.^ ^.,,^^ ^^rín,

pn-^caZ^J^Ï-"^-aurietó es te'cn'cosrf0^^

^ZIS ^.nes^o'obser. acional, numa amostra com crianças e adolescentes, em

con-texto escolar real.

^CONGRESSO NACIONAL DEBIOMBCÂMCA

^a^Po^aUOe^ï^^

INPLÜÍNCU 00 «ATE^L ». B^B,^», " ,^SEBO,OaHO

Inês S. _{Fernandes1 e Elza}

M. M. Fonseca2

'Me^do T^ob^B. on,éd,ca, In^taP^écn, ca de Br^n^. ^efern^,

" ---^s=::::^^

p»xr CBA"! Anrop-s-do '»'h°. Tom0^" c-,, ^ ," ,,^

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conjunto.

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. o material da

prótese

no'moc^o0^erm

mr eleser a melhor conju^ao e^re a _geometria

l INTRODUÇÃO

A artropla^tia total do joelho é uma fonna

de tratamento muito eficaz na recuperação

funcional da articulação do

joelho/contu-do, tem vida finita. Problemas mecânicos

associados às articulações de substituição

estão, normalmente, relacionados com o

desgaste com ou sem rotura mecânica&s

materiais e consequente descolamento da

Prótese [1,2]. Vários materiais metálicos

têm sido utilizados em próteses, a lista de

materiais inclui o aço inoxidável, ligas de

cromo-cobalto, ligas de titânio, entre outros.

Atualmente as próteses são

produzidas'es-sencialmente em cromo-cobalto e titânio.

25 j

2 MATERIAIS DA PRÓTESE

Em relação a ligas de titânio, a liga

Ti-ÓAl-4V tem sido largamente a mais utilizada em

material ortopédico, próteses e implantem

Tem uma excelente biocompatibilidade.

resistência à corrosão e módulo de

elastici-dade mais próximo do osso em relação a

outras ligas metálicas [3-5]. No

desenvol-vimento de ligas de titânio, a utilização de

elementos não citotóxicos (Nb, Zr, Ta e Pt)

permite obter materiais com menores

valo-rés de elasticidade, destacam-se as ligas do

SIStema_Nb-Zr. Atualmente a liga

Ti-13Nb-13Zr está a tomar-se a liga

maiíutiU-zadaem implantes cirúrgicos devido às suas

excelentes propriedades. Detentora de

bio-compatibilidade e alta resistência à

corro-são, assim como as restantes ligas de

titâ-nio, esta nova liga apresenta maior

tenaci-dade^à fratura, propriedades mecânicas

superiores e menores módulos de

elastici-dade, devido aos elementos Nb e Zr [3,4].

Asjigas de Co-Cr são utilizadas na

compo-sição prótese do joelho e anca,

principal-mente nas cimentadas, pois ligas possuem

uma boa resistência à fadiga e'à rotura em

tração. Por outro lado, são mais indicadas

para superfícies articulares, como é o caso

da componente femoral da prótese do joe^

lho.

3 ESTUDO BIOMECÃNICO

Existe, atualmente, uma oferta variada de

próteses do joelho, apresentando os fabr7

cantes diferentes geometrias em diferentes

materiais.

No presente estudo serão analisadas as IÍE

252

Inês S. Fernandes e Elza M. M. Fonseca

três próteses baseadas em geometrias de

fabricantes diferentes. Os modelos são

re-presentativos de um joelho em total

exten-são, em que se consideram as estruturas ósseas fémur e tíbia, desprezando a patela e os restantes tecidos moles que constituem o joelho.

A análise prévia de quatro tomografias

computorizadas do joelho de pacientes

permitiu definir as diferentes densidades

dos tecidos ósseos e as suas dimensões.

A componente femoral da prótese apresenta

semelhanças geométricas entre os

fabrican-tes, com diferenças pouco significativas. Nos três modelos desenvolvidos em análise, a componente femoral detém a mesma ge-ometria e o mesmo material (Co-Cr). As maiores diferenças geométricas

enconto-am-se na componente tibial. Alguns fabricantes

produzem o prato tibial exclusivamente

numa liga metálica, enquanto outros

perfü-ram o espigão do prato tibial em polietileno.

Contudo, ainda existem fabricantes que além de perfurar o espigão com outro

mate-rial, criam um apoio extra ao prato tibial,

colocando um reforço em tomo do espigão.

Na componente tibial serão testados os

materiais para as três geometrias em

análi-se.

Tendo em consideração a complexidade

geométrica, numa primeira análise

recor-reu-se a modelos simplificados de

aproxi-mação ao modelo real a duas dimensões

(2D) (Figura l) e posteriormente uma

análi-se a três dimensões (3D) (Figura 2).

l. https://emea.depuysynthes.com 2.

http://www.serf.fi-3. http://www.endotec.com

.^

.

^:

.

?'

Figura 2 - Modelo 3D. 4 DISCUSSÃO

A componente tibial estabelece um

unpor-tante apoio à estruhira na tíbia proxünal. A

estrutura é testada em diferentes

geometri-as, geometrias essas que fazem variar a

fronteira entre a prótese e tíbia. É

importan-te que não exista desgasimportan-te, ou que esimportan-te seja

o mais possível minimizado,

essencialmen-te nas zonas de contacto e suporessencialmen-te entre o

osso e a prótese. O desgaste acentuado e a

possível libertação de corpos livres poderão

reduzir o tempo de vida útil da prótese.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem aos pacientes o acesso as tomografias computorizadas.

REFERÊNCIAS

[l] Vasconcelos, José, et al. "Avaliação em médio prazo da artoplastia total de joelho sem substituição da pateta. " Rev.

Brás. Ortop., 2013.

[2] Pecara, José, et al. "Comparatíve analísys of changes m

Ímee sü-ain transfer flow in total and umcompartmental cemented proslheses a trial in tm humm cadavers. " Acta Ortopédica Brasileira. 2003.

[3] Gomes, L. "Biomateriais em Arb-oplastia de Quad"1: Propriedades, Estrutura e Composição." O Quadril. 2010. [4] Kuroda, D, et al. "Design md mechanical properties of new b type titanium alloys for ímplant materiais. Materiais

Scieace and Engineering. 1998, pp. 244-249.

[5] Rack, H e Oazi, J. "Titanium alloys for bíoinedícal applications" Materiais Science md Engmecrmg. 2006, pp.

1269-1277.

Figura l - Modelo 2D da prótese l, 2 e 3.

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253

l INTRODUÇÃO

GlpeLboto é uma deforl"idade

tridimensio-"al

co

ngénita, que afeta l

em-cada"l'00"0

nascu. entos^l]. o seu tratamento^ "ao"

surgimento da técnica de Ponsetí, foiatra^

^dem.etodos cirúrgicos 1- envolvÍan,

^c^a. e consequências gn^es n;

ac

hadas _crianças

_[2]:

_A

_^1^0"^

LécÏ.as-comoanálise de^archa"p7nnÍteua

m^estigaçâo

do

movünento"dr^Zea

s^JÏTÇOla

dicionais

que'Pod^

!eLcruriais para futuros desenvolvünentos

^planeamento do tratamento da patoÏo^a

2 MATERIAIS E MÉTODOS

,í,., analise. demarcha é uma té^ca muito

"til ^quantificação do movimento"humZ

no:. paraesta anáüse fora" utiiizadar"^

camaras infraveml^os que pennite"m^a

aquisição de _{dados e de}

imagem

atravesse"

um..sistema de caPtura, Qualisys, para~o

registo

_de^

_parâmetros

_{cinemáticosrb}

em

pa

râmetros

_{cinemáticos.}

_bem

1 ^^^,.

como a utilização^

plataufoI

n:^'foD^ l .

n£TS

ÂODERESULTADOS

AnMÏSld

emarcha foi

reai^ade"

_acordo

com as principais observações dos'ângul^

Nfôte_estudo foi comParado "'" grupo de

crianças, com idades entre 9 e 16±anoï

dTn^slp°L4

ffimças com _dia^ós^

do _pé

boto^

operado; e um

grupo~dT'Í01 'ciri"

ançassaudáveis sem neIAUm historiai clínÍ.

co detetado.

Cada criança foi mstmmentada com 54

lTdor"rcfletorcs'coiocados -^

.

clpalLP

ODtos _{anatóraicos dos membros}

Íferiores _para serem rec°"hecidol"pe^

lTaras: e posteriomente ""Pl^entados

^umsoftware de análise de m^^ Visual

J' onde foi construído um modelo tridF

m.en!ïnal que quando config»rado. pennite

?te;toda a mformação dos°diferentes"pac

movimento.

.

tï°ie

forças _{derc^âo no -to foram}

^aüsadolpara averlgu^âo ^ coïnparaçZ

ent^os membros inferiores saudávei7c^

os membros patológicos.

3 DISCUSSÃO DE RESULTADOS

UMIMHO

biomech

DISTRIM