Estudo numérico e experimental da articulação do tornozelo

Abstract

O complexo articular do tornozelo é formado pela união de três ossos, a tíbia, a fíbula e o talus. As articulações que o compõem são extremamente importantes para a função biomecânica do corpo humano uma vez que são elas que permitem a marcha saudável e o desempenho da atividade diária. O estudo e compreensão deste tipo de articulações é importante para a prevenção de lesões e também pela procura de soluções quando as lesões são irreversíveis. A artroplastia total do tornozelo [ATT] tem sido solução alternativa à artrodese para o tratamento da artrite em estado avançado na articulação do tornozelo. Os poucos estudos que existem não permitem afirmar que esta solução seja a melhor para este tipo de lesão. Os custos associados a experiências com próteses para o procedimento da ATT levaram a que o seu desenvolvimento tenha sido lento ao longo das últimas décadas. Desta forma, o objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo de elementos finitos para os ossos que constituem a articulação talocrural e estudar o comportamento dos mesmos quando é realizada a ATT. Os resultados observados na comparação entre modelo nativo e implantado foram de encontro aos resultados clínicos disponíveis na literatura, revelando possibilidade de stress-shielding, loosening, migração de componentes e fratura dos maléolos lateral e medial. Neste sentido é importante o desenvolvimento de estudos sobre a ATT que envolvam o ramo da engenharia e da medicina, no sentido de alcançar um modelo que consiga replicar ao máximo a articulação do tornozelo.

The ankle joint complex is formed by the junction of three bones: the tibia, the fibula and the talus. The joints that form the ankle complex are extremely important for the human body biomechanics once thy are responsible for the healthy gait and for men daily activity. The study of comprehension of these joints is important for the prevention of injuries and also to find solutions for irreversible injuries. The total ankle arthroplasty [TAA] has been an alternative solution to arthrodesis in the treatment of deep arthritis of the ankle joint. The few studies that have been made do not allow the confirmation that this is the best solution for the treatment of such an injury. The high costs associated with experiments including prostheses for the TAA procedure led to a long and slow development of these studies in the last two decades. Being so, this work aims the development of a model of finite elements for the bones that compose the talocrural joint and the study of this joint reaction to the TAA procedure. The reports obtained when compared with the native model and the model used matched the clinical results available, revealing the possibility of stress-shielding, relaxation, migration of components and fracture of the lateral and medial malleolus. Being so, it is important the development of studies on the TAA procedure that include engineering and medicine skills with the goal of achieving a model that can replicate as close as possible the ankle joint.