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Estudo da Biomecânica em Ortopedia Cesar Martins, méd. Universidade de Passo Fundo - RS

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  • Estudo da Biomecnica em Ortopedia

    Cesar Martins, md.

    Universidade de Passo Fundo - RS

  • Biomecnica Bsica

    Propriedades de Material Elstica-Plstica Tenso de Ruptura Frgil-Dctil Dureza

    No Depende da forma!

    Propriedades Estruturais Flexo Torso Axial

    Depende da forma!

  • Teste de Materiais

  • Resistncia elstica do LCA e dos enxertos mais utilizados

    Tipo de enxerto Resistncia Elstica Mxima (N)

    LCA ntegro 2160 + 157 Ligamento patelar osso-tendo-osso (10 mm)

    2376 + 151 Semitendneo simples 1216 + 50 Tendo flexor qudruplo 4108 + 200 Tendo quadricipital (10 mm)

    2352 + 495

    Fu FH, Bennett CH, Lattermann C and Ma CB: Current trends in anterior cruciate ligament reconstruction Part I: Biology and Biomechanics o reconstruction. Am J Sports Med 1999; 27:821-830

  • Biomecnica Bsica Fora Deslocamento - Rigidez

    Fora

    Deslocamento

    Inclinao = rigidez = Fora/Deslocamento

  • Biomecnica Bsica

    Tenso =

    Force/rea

    Deformao = Mudana na Altura(L) / Altura original (L0)

    Fora rea L

  • Artroplastia Total do Quadril Estudo da Tribologia - atrito

  • Tenso-deformao & Mdulo Elstico

    Tenso = Fora/rea

    Deformao = Mudana no comprimento / Comprimento original (L/ L0)

    Inclinao = Mdulo elstico= Tenso /deformao

  • Materiais Comuns em Ortopedia

    Mdulo Elstico(GPa) Ao Inox 200 Titanium 100 Osso Cortical 7-21 Cimento sseo 2.5-3.5 Osso Esponjoso 0.7-4.9 UHMW-poli 1.4-4.2

    Stress

    Deformao

  • Mdulo de Elasticidade

    Deformao Elstica Deformao Plstica Energia Energia

    Absorvida

    Fora

    Deformao

    Plstica Elstica

  • Mecnica ssea Densidade

    Mudanas sutis na densidade levam a grandes alt. no mdulo elsticos

    Densidade muda: Depende da idade Doenas Uso Desuso

    Cortical Bone

    Trabecular Bone

    Figure from: Browner et al: Skeletal Trauma 2nd Ed. Saunders, 1998.

  • Cargas Aplicadas no Osso

    Acidentes de alta energia

  • Cargas sseas

    Flexo Axial

    Tenso Compresso

    Torso

    Flexo Compresso Torso

  • Mecnica da Fratura

    Figure from: Browner et al: Skeletal Trauma 2nd Ed, Saunders, 1998.

  • Mecnica da Fratura

    Carga em Flexo: Fora de compresso

    maior que fora de tenso

    Falha ssea

    Figure from: Tencer. Biomechanics in Orthopaedic Trauma, Lippincott, 1994.

  • Momento de Inrcia

    Reistncia a flexo, toro, compresso, trao ou cizalhamento de um objeto a funo de sua forma

    Relao de uma fora aplicada para a distribuio da massa (forma) com respeito a um eixo. Figure from: Browner et al, Skeletal Trauma 2nd Ed,

    Saunders, 1998.

  • Mecnica da Fratura

    Calo fraturrio Momento de Inrcia

    proporcional a r4

    Aumento no raio pelo calo, aumenta grandemente o momento of inrcia e rigidez

    1.6 x + forte

    0.5 x + fraco Browner et al, Skeletal Trauma

    2nd Ed, Saunders, 1998. Tencer et al: Biomechanics in

    Orthopaedic Trauma, Lippincott, 1994.

  • Hastes Intramedulares Momento de Inrcia

    Rigidez proporcional 4a potncia

    Browner et al, Skeletal Trauma, 2nd Ed, Saunders, 1998.

  • Dimetro de uma haste IM

    Tencer et al, Biomechanics in Orthopaedic Trauma, Lippincott, 1994.

  • Abertura da haste

    Tencer et al, Biomechanics

    in Orthopaedic Trauma, Lippincott, 1994.

    Rockwood and Greens, 4th Ed

    Permite mais flexibilidade em flexo

    Diminui resistncia torso

  • Parafusos de Bloqueio Controla torso e carga axial Vantegens

    Estab. axial e rotacional Esta. Angular

    Desvantagens Exposio RX e tempo cir. Aumenta estress na haste

    Localizao dos parafusos Fixao nas extrem. Hastes

    amplia rea fratura a ser fixada em detrimento da estab.

  • Biomecnica da Fixao

    Tencer et al, Biomechanics in

    OrthopaedicTrauma, Lippincott, 1994.

  • Anatomia do Parafuso

    Parafuso Dimetro interna Dimetro externo Pitch

    Figure from: Tencer et al, Biomechanics in

    OrthopaedicTrauma, Lippincott, 1994.

  • Parafuso Canulado

    Canulados Requer dimetro

    interno Relativamente menores

    roscas reduz pull out

    Resistncia parafuso minimamente afetado

    ( r4outer core - r4inner core )

    Tencer et al, Biomechanics in

    OrthopaedicTrauma, Lippincott, 1994.

  • Biomecnica da Fixao Externa

  • Biomecnica da Fixao Externa

    Dimetro do pino {Raio}4 Fator mais significante

    para a estabilidade da montagem

  • Biomecnica da Placa Bloqueada

  • Patient Load

    Fixao da Placa Convencional

    Carga

    < = Fora de frico

    Carga

  • Placa bloqueada + parafuso de fixao

    Carga

    = < Fora compressiva no osso

  • Estresse ao Osso

    Carga

    + Pr-carga

  • Carga padro x parafuso bloqueado

  • Pullout de parafusos

    Por um esforo fletor

  • Resistncia maior contra esforo fletor

    Maior rea de resistncia

  • Preservao da irrigao sangunea

    DCP LC - DCP

  • Preservao da irrigao sangunea - menor pr-estresse sseo -

    Placa convencional

    Osso pr-estresado

    Peristeo estrangulado

    Placa de bloqueio

    Placa (no osso) pr-estressado

    Peristeo preservado

  • Muito Obrigado