[pt] OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA DE MODELOS DE PRÓTESES FEMORAIS COMPLETAS

[en] TOPOLOGICAL OPTIMIZATION MODEL OF COMPLETE FEMORAL PROSTHESIS

[pt] JULIANA EMERY SILVA

[pt] ANALISE DE TENSAO

[pt] FEMUR

[pt] PROTESE

[pt] OTIMIZACAO TOPOLOGICA

[en] STRESS ANALYSIS

[en] FEMUR

[en] PROSTHETICS

[en] TOPOLOGY OPTIMIZATION

[pt] A necessidade de compreender o funcionamento do corpo humano em seu conjunto de sistemas e estruturas gera estudos em diversas áreas, não se restringindo apenas a área médica. Movimentos e a sustentação do corpo, à primeira vista podem aparentar simplicidade, envolvem um alto nível de complexidade e interação entre esqueleto, músculos, impulsos nervosos e outros tecidos. A ocorrência de rompimento de tendão, fratura de ossos ou algum acidente que impeça ou dificulte movimentos básicos do corpo, prejudicam bastante a vida do paciente. Por esta razão, visando proporcionar mais conforto e qualidade de vida, estudos sobre os ossos e próteses são desenvolvidos com o objetivo de reparar localmente anomalias que restrinjam o paciente. O fêmur é um dos principais ossos do corpo e o também o mais longo osso do esqueleto humano, ele será foco do estudo deste projeto. Tal trabalho se propôs a entender as funções e esforços atuantes no fêmur, algumas próteses femorais mais utilizadas no mercado e a partir destes conceitos propor e demonstrar que é possível uma nova geometria. A geometria proposta partirá de um modelo CAD de fêmur humano, utilizando conceitos de otimização topológica e por fim, com auxílio do ANSYS 18.1, validar que a nova estrutura otimizada é capaz de resistir a esforços principais atuantes normalmente no fêmur.

[en] The need to understand the functioning of the human body in its systems and structures entails studies of several areas, not being restricted to the medical field. Movements and body support, which could may appear simplicity, involve a high level of complexity and iteration between skeleton, muscles, nerve impulses, and other tissues. The occurrence of tendon rupture, bone fracture or any accident that prevents or encumber basic body movements, impact patient s life. In order to provide more comfort and quality of life, bone and prosthesis studies seek to replace or repair locally anomalies that would restrict the patient. The femur is one of the main and longest bones of the human skeleton, which will be the focus of this project. This work intends to understand the femur s forces and functions, femoral prostheses most used in the market, and, from these concepts, propose and demonstrate that a new geometry is possible. The proposed geometry will be based on a human femoral CAD model, using topological optimization concepts, with the help of ANSYS 18.1. Finally, validate that the new optimized structure is able to withstand the main forces acting normally on the femur.

IVAN FABIO MOTA DE MENEZES

2018-02-22

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.33088