Avaliação de implantes sem fios de sutura para o reparo alternativo de tendões do manguito rotador

Guimarães, Marcília Valéria

Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27044

ORCID:	http://orcid.org/0000-0002-5024-1131
Document type:	Tese
Access type:	Acesso Aberto
Title:	Avaliação de implantes sem fios de sutura para o reparo alternativo de tendões do manguito rotador
Alternate title (s):	Avaliação de implantes sem fios de sutura para o reparo alternativo de tendões do manguito rotador
Author:	Guimarães, Marcília Valéria
First Advisor:	Araújo, Cleudmar Amaral de
First coorientator:	Campos, Dagoberto de Oliveira
First member of the Committee:	Mello , José Daniel Biasoli de
Second member of the Committee:	Gonçalves, Rogério Sales
Third member of the Committee:	Zavaglia, Cecília Amélia de Carvalho
Fourth member of the Committee:	Barbosa, Maria Helena
Summary:	Lesões do manguito rotador são desordens patológicas que provocam dor e disfunção do ombro. O reparo cirúrgico destas lesões é feito comumente usando âncoras de sutura por meio da artroscopia. Porém, as âncoras possuem desvantagens como a passagem dos fios de sutura pelo tendão e a amarração dos nós que tornam a cirurgia mais complexa. Para contornar estes problemas, este trabalho propôs desenvolver e otimizar implantes que não usam fios de sutura. O comportamento mecânico dos implantes foi avaliado usando ensaios experimentais e modelagens por elementos finitos. Como resultado, três novos implantes em forma de grampo foram propostos. Estes implantes foram fabricados em liga de titânio por manufatura aditiva e nomeados de implante tipo 1 (duas hastes e cabeça retangular), tipo 2 (duas hastes inclinadas e cabeça retangular alargada) e tipo 3 (três hastes e cabeça circular). Ensaios mecânicos foram conduzidos usando uma fita de poliéster passada pela cabeça dos implantes para tracioná-los e um bloco de espuma rígida com propriedades mecânicas próximas às do osso trabecular para inserção dos implantes. A força média de inserção de cada implante foi estimada por meio de um aparato construído para esse procedimento e conectado a um sistema de aquisição de dados. A resistência mecânica e o deslocamento dos implantes foram avaliados em testes de arrancamento a uma velocidade constante. A análise da fixação dos implantes foi feita por meio de modelos tridimensionais de elementos finitos. Os resultados dos ensaios mostraram que durante a inserção dois implantes falharam, um do tipo 1 e outro do tipo 3. Na inserção, o implante tipo 3 necessitou de uma força média maior para ser inserido do que os implantes tipo 1 e tipo 2. No arrancamento, a resistência de fixação do implante tipo 2 foi superior à obtida para os implantes tipo 1 e tipo 3. E o deslocamento até a falha do implante tipo 2 foi menor que o dos implantes tipo 1 e tipo 3. Nas análises por elementos finitos, o modelo de reparo com o implante tipo 2 apresentou na região distal do tendão os menores níveis de deslocamento resultante e tensão de von Mises. A partir dos resultados concluiu-se que o implante tipo 2 apresentou características geométricas que podem contribuir para uma melhor resistência da fixação e estabilidade do tendão ao osso em reparos do manguito rotador.
Abstract:	Rotator cuff tears are pathological disorders that generate shoulder pain and disability. The repair is made by arthroscopic surgery using suture anchors. However, the suture anchors have disadvantages like guiding sutures through tendon and tying knots. To solve those problems, the aim of this study is developing and optimizing sutureless implants. The mechanical behavior of implants was evaluated using experimental testing and finite element analysis. As result, two three staple-shaped implants was proposed. The implants were manufactured in titanium alloy by additive manufacturing and named of implant type 1 (two legs and rectangular head), type 2 (two legs and enlarged rectangular head) and type 3 (three legs and circular head). Experimental testing was performed with a polyester ribbon passed through the head of implants to pull them out and a rigid polyurethane foam block with close related biomechanical properties to the trabecular bone. The insertion average load of each implant was estimated by using a device building for that procedure and connected to a data acquisition system. The mechanical strength and displacement of implants was evaluated using pull out testing at a constant rate. The analysis of implant fixation was performed by using tridimensional finite element models. The results of experimental testing showed that two implants had failed during the insertion procedure: one of type 1 and one of type 3. The implant type 3 required a higher average load to be inserted than the others. In the pullout test, the fixation strength of implant type 2 was higher than type 1 and 3. And the displacement until the failure of the implant type 2 was lower than the other implants. In the finite element analysis, the rotator cuff repair model of implant type 2 showed lower levels of displacement and von Mises stress. From these results it was concluded that the type 2 implant showed geometrical characteristics that can contribue to a better fixation resistance and stability of bone tendon in rotator cuff repairs.
Keywords:	Lesões Engenharia Mecânica Elementos finitos Tendões - Implantes Manguito Rotador Ombro - Lesões Novos implantes sem fios de sutura Ensaios experimentais Suturas Rotator cuff Tears Finite element analysis New sutureless implants Experimental testing
Area (s) of CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::MECANICA DOS CORPOS SOLIDOS, ELASTICOS E PLASTICOS
Language:	por
Country:	Brasil
Publisher:	Universidade Federal de Uberlândia
Program:	Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote:	GUIMARÃES,Marcília Valéria. Avaliação de implantes sem fios de sutura para o reparo alternativo de tendões do manguito rotador. 2018. 182 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.7.
Document identifier:	http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.7
URI:	https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27044
Date of defense:	31-Jul-2018
Appears in Collections:	TESE - Engenharia Mecânica

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