Biomecânica do tratamento cirúrugico da coluna lombar - Jorge, Ricardo Lourenço (2015)
A presente dissertação teve como principal objetivo o estudo dos aspetos biomecânicos da artroplastia do segmento L4-L5 da coluna lombar, mais precisamente as alterações induzidas pela artroplastia, quando comparado com o segmento nativo. Numa primeira fase realizou-se uma análise detalhada dos aspetos anatómicos, biomecânicos, patológicos e respetivos tratamentos, com especial atenção à artroplastia lombar. Numa segunda fase procedeu-se ao desenvolvimento de modelos experimentais com recurso a vértebras em material compósito onde foram realizados ensaios de compressão axial, num modelo representativo da condição nativa e num modelo artroplástico com um implante comercial, para assim se aferir as alterações de transferência de carga no córtex das vértebras com recurso a extensómetros. Estes modelos foram também utilizados posteriormente para validar os modelos numéricos desenvolvidos na etapa seguinte. Estes modelos numéricos de elementos finitos foram desenvolvidos para se avaliar os parâmetros biomecânicos não passiveis de avaliação com os modelos experimentais, tais como os campos de deformação nas vértebras e os micromovimentos na interface entre o implante e as vértebras numa condição pós-cirúrgica e também de longo termo. Os resultados dos modelos numéricos foram comparados com os experimentais, obtendo-se uma boa correlação entre estes. Os resultados das deformações nas vértebras L4-L5 nos modelos experimentais e numéricos demonstraram uma clara alteração na transferência de carga entre o modelo nativo e o artroplástico. Observou-se um aumento das deformações nas vértebras na condição pós-cirúrgica e uma redução na condição de longo termo em particular na zona central dos corpos vertebrais. Estas alterações estão inicialmente associadas a um risco de falência do osso por sobrecarga localizada e posteriormente ao risco de reabsorção óssea por efeito de stress-shielding. Conclui-se assim que a artroplastia da coluna lombar altera de forma relevante o comportamento biomecânico das vértebras, aportando riscos de origens distintas que eventualmente podem ser minorados por um otimização da geometria e materiais do implante.