Autor(es):
Violeta Catarina Marques Clemente 
Data: 2010
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/3304
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Engenharia biomédica; Cimento ósseo; Implantologia óssea; Mecânica de fluidos
Descrição
A substituição das superfícies articulares por implantes artificiais constitui,
actualmente, um procedimento cirúrgico corrente, com resultados
inquestionáveis. No que se refere ao modo de fixação dos seus componentes,
consideram-se basicamente dois tipos de artroplastias: cimentadas e não
cimentadas Implantes, sistemas cimentação. Mais recentemente, tem
emergido o conceito de fixação híbrida em que apenas algumas regiões da
prótese são fixadas com cimento
O presente trabalho versa sobre a análise do escoamento de um cimento, para
fixação de implantes ortopédicos, através de um canal com geometria
previamente estabelecida. O estudo pretende dar uma contribuição neste
campo ao utiliza-se um software de CFD (Computational Fluid Dynamics)
multi-objectivos, CFX, para criar um modelo “virtual” da geometria a ser
preenchida com cimento. Através da realização de estudos paramétricos,
avalia-se que factores, e em que medida, influenciam o escoamento do
cimento contribuindo para um melhor desempenho do implante.
O do modelo numérico é validado através da realização de ensaios
experimentais.
As propriedades do cimento são implementadas no código através de uma
equação retirada da literatura.
A folga entre o osso e o implante não pode ser modelada e é simulada através
como uma equação da implementação de uma porosidade em zonas
específicas do domínio.
Os resultados numéricos obtidos reproduzem com boa fidelidade outros
resultados numéricos e experimentais disponíveis,
Os resultados obtidos permitem constatar a viabilidade da utilização do
software no estudo das condições de escoamento de cimentos para fixação de
implantes ortopédicos, desde que sejam conhecidas as características do
cimento e a geometria do canal.
ABSTRACT: The replacement of join surfaces by artificial implants is a surgical procedure
currently used, with undeniable results. Concerning to the method of fixation of
its components, two types are usually considered: cemented and without
cement systems. More recently, it has emerged the concept of hybrid setting in
which only some regions of the prosthesis are fixed with cement.
This work deals with the analysis of the flow of cement for fixation of
orthopaedic implants, through a channel with predetermined geometry.
The study contributes to this field of study by using a CFD (Computational Fluid
Dynamics) package, CFX, to generate a virtual model of the geometry to be
filled. By conducting parametrical studies, it’s possible to evaluate which
factors, and in what extent, can influence the flow and contribute to a better
performance.
The validation of the numerical model is made trough the realization of
experimental tests
Cement’s properties are implemented in code through an equation extracted
from the literature.
Gap between bone and the implant can not be modelled and is simulated by
the implementation of porosity in specific areas of the domain.
Numerical results reproduce with fidelity experimental data.
Results show the feasibility of using this kind of software in the study bone
cement flow in orthopaedic applications, since cement’s characteristics and
implant geometry are known. Mestrado em Engenharia Biomédica
Tipo de Documento
Dissertação de Mestrado
Idioma
Português
Orientador(es)
Simões, José António de Oliveira; Martins, Nelson
