Estudo experimental das tensões no osso na RATJ com haste press-fit

Abstract

Muitos pacientes após a revisão da artroplastia do joelho começam a sentir dor, a curto ou a longo prazo. O presente trabalho tem como objectivo perceber a influência do comprimento e do design da extremidade da haste na concentração de deformações, que clinicamente se podem manifestar sob a sensação de dor. A primeira fase deste trabalho consistiu na análise experimental de uma tíbia sintética com cinco implantes diferentes, com e sem presença de hastes tibiais. Foi aplicada uma força de 2100N nos diferentes modelos e através de extensómetros colocados na tíbia obtiveram-se as extensões provocadas pelos modelos experimentais. Na segunda fase, após se verificar que as deformações obtidas com os modelos numéricos seguiam o comportamento das extensões dos modelos experimentais, estudaram-se as deformações internas presentes ao longo da diáfise da tíbia na zona de contacto lateral e medial entre as hastes e o osso esponjoso. No estudo experimental verificou-se uma diminuição significativa das extensões na zona posterior, com a introdução das hastes. A alteração mais significativa ocorreu com a introdução da haste de 150mm, levando a uma diminuição das extensões na zona posterior. Na zona da extremidade da haste só se verificaram alterações significativas com a haste de 150mm, obtendo-se uma diminuição das extensões no lado posterior da tíbia. Com o estudo numérico verificou-se que o novo conceito de haste press-fit diminui o pico de deformação presente na extremidade da haste de 115mm.

ABSTRACT: Many patients experience short and long duration pain after the revision total knee arthroplasty. The main goal of the present work is to study the influence of the stem length and the end-of-stem design in the strain concentration which can be clinically correlated with a pain sensation. The first phase of the work consisted on an experimental analysis of a synthetic tibia with five distinct prosthesis, with and without presence of tibial stems. A load of 2100N was applied to the distinct experimental models and strains were measured along the tibia, using strain gages. In a second phase, a comparison was carried between numerical strains, derived with a finite element model, and experimental strains, and a close agreement was verified. Using the referred finite element model, strains were evaluated along the tibia diaphysis, in the contact area between the stem and the cancelous bone. The experimental study demonstrated a significant strain reduction in the posterior zone, with the introduction of the stem. The most important strain reduction occurred with the introduction of the 150mm stem. At the end-ofstem, significant changes were observed only with the 150mm stem, leading a strain reduction in the posterior side of the tibia. The numerical study revealed that the new concept of press-fit stem contributes to the reduction of the strain peak at the end-of-stem.