MODELAGEM DE MARCHA E SIMULAÇÃO DE DESGASTE EM PRÓTESE DE JOELHO

  • Afonso Heitor Favaretto LOPES
  • Alexandre Pereira de FARIA
  • Fábio Alenca SCHNEIDER
  • Ricardo SOUZA
Palavras-chave: biomecânica, modelagem de marcha, artroplastia de joelho

Resumo

Os problemas de saúde do joelho são cada vez mais comuns na população acima dos 40 anos de idade. Os processos inflamatórios crônicos de caráter progressivo, como artrite e artrose, afetam principalmente a cartilagem dessa articulação causando dor e comprometendo a mobilidade do paciente. Quando terapias medicamentosas e fisioterápicas não se mostram eficientes existe a opção da artoplastia total do joelho por meio do implante de uma prótese. Este projeto de pesquisa tem como objetivo realizar a modelagem tridimensional e a análise biomecânica dos componentes de uma prótese de joelho. Através da avaliação cinemática dos membros inferiores durante a marcha normal por meio do SkillSpector, programa para análise biomecânica tridimensional, obtêm-se dados do movimento do joelho a fim de realizar a montagem virtual cinemática do conjunto. Usando a técnica de engenharia reversa, a modelagem dos componentes da prótese tibial e femoral é realizada sobre uma prótese da marca Aesculap. O material de maior desgaste na prótese é o polietileno, cuja vida útil varia entre 10 a 15 anos, e depende de uma série de fatores como peso do paciente, condicionamento físico, nível de atividade física diária, ou ainda, o posicionamento da prótese durante a cirurgia. As simulações computacionais sobre o modelo cinético permitem a analise dinâmica do conjunto, avaliando as cargas e tensões presentes e implementando melhorias e correções no projeto da prótese. O uso das ferramentas computacionais em comparação com a experimentação por meio de modelos físicos se justifica pelo seu baixo custo. As simulações em computador contribuem para os avanços da prática ortopédica, no estudo da biomecânica do joelho e no desenvolvimento de materiais e projetos biomecânicos de maior desempenho e durabilidade. Após o domínio da modelagem cinemática da marcha normal, pode-se introduzir virtualmente pequenas variações do movimento, simulando patologias, posturas ou sobrepeso, e passando à análise dinâmica, novamente sua influência sobre o desgaste de prótese de joelho.

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