Desenvolvimento de modelo in vitro da reconstrução do ligamento cruzado anterior

Abstract

A crescente tendência para a prática desportiva, conjugada com esforços físicos significativos que alguns desportos implicam, tem provocado um aumento do número de lesões articulares do joelho. Entre estas, encontra-se a rotura do ligamento cruzado anterior (LCA), que consiste numa das lesões mais frequentes. A reconstrução deste ligamento é complexa e importante, uma vez que este é responsável pela estabilidade do joelho, impedindo a translação e a rotação excessiva da tíbia em relação ao fémur. Desta forma, este trabalho inclui o desenvolvimento de um modelo in vitro para a realização de ensaios experimentais com o intuito de avaliar a eficácia da técnica de reconstrução all-inside comparativamente a outras alternativas convencionais. Para tal, recorreu-se a modelos geométricos das estruturas ósseas, obtidos através de imagens de ressonâncias magnéticas (IRM) do joelho. O modelo experimental in vitro foi desenvolvido, no entanto, não se procedeu à realização dos ensaios experimentais. Tendo como base os componentes modelados para o modelo experimental, foi reproduzido o ensaio com recurso à simulação numérica. Os resultados obtidos permitiram avaliar e comparar o comportamento das diferentes estruturas que compõem a articulação com a literatura, e posteriormente, com os resultados do ensaio experimental. As diferenças nos resultados entre algumas publicações e a corrente dissertação podem ser justificadas considerando as geometrias atribuídas aos meniscos e as simplificações assumidas na realização das simulações. Como tal, a melhor maneira de validar o projeto, seria proceder a uma série de testes, através dos quais poder-se-ia avaliar as diferentes estruturas que compõe a articulação do joelho e de uma forma mais objetiva, estudar o comportamento do LCA e/ou enxerto, uma vez que a área de estudo da biomecânica em questão, se encontra algo ainda muito empírica

The growing trend towards sports, coupled with significant physical efforts that some sports involve, has caused an increase in the number of knee joint injuries. Among these is the rupture of the anterior cruciate ligament (ACL), which is one of the most frequent injuries. The reconstruction of this ligament is complex and important, since it is responsible for the stability of the knee, preventing translation and excessive rotation of the tibia in relation to the femur. In this way, this work includes the development of an in vitro model for carrying out experimental tests in order to evaluate the effectiveness of the all-inside reconstruction technique compared to other conventional alternatives. For this, geometric models of bone structures were used, obtained through magnetic resonance images (MRI) of the knee. The in vitro experimental model was developed, however, the experimental tests were not carried out. Based on the components modeled for the experimental model, the test was reproduced using numerical simulation. The obtained results allowed to evaluate and to compare the behavior of the different structures that compose the articulation with the literature, and later, with the results of the experimental test. The differences in results between some publications and the current dissertation can be justified considering the geometries attributed to the menisci and the simplifications assumed in the performance of the simulations. As such, the best way to validate the project would be to carry out a series of tests, through which one could evaluate the different structures that make up the knee joint and, in a more objective way, study the behavior of the ACL and/or graft, since the biomechanics study area in question is still very empirical