Orientador: Ana Liz Garcia Alves / Resumo: Neste estudo foi avaliada a eficácia dos implantes bioabsorvíveis de ácido lático na fixação interna de fraturas induzidas no osso sesamóide proximal lateral esquerdo de eqüinos. Foram realizadas cirurgias de osteossíntese do sesamóide proximal lateral de quatro animais do grupo GI, os quais receberam implantes bioabsorvíveis e de quatro animais do grupo GII, os quais receberam implantes metálicos. Os animais selecionados foram submetidos a exames clínicos e radiográficos, antes de serem anestesiados e submetidos à cirurgia. Durante o ato cirúrgico dos animais de ambos os grupos foi realizada a osteotomia do sesamóide proximal lateral do membro anterior esquerdo, exame radiográfico, fixação dos fragmentos com parafuso bioabsorvível (animais do grupo GI) ou metálico (animais do grupo GII), e após a cirurgia, novo exame radiográfico, ferrageamento e imobilização com gesso sintético (D0). Após a recuperação anestésica, cada animal foi deslocado para uma baia individual, na qual permaneceu confinado até o D30, quando foi realizada a remoção do gesso, novo ferrageamento e novo exame radiográfico. Os quatro animais de cada grupo foram submetidos à acompanhamento radiográfico, realizado nos dias D30, D60, D90 e D120. No exame radiográfico no D30 de todos os animais do grupo GII observou-se preenchimento do foco de fratura de aspecto radiopaco, porém com densidade reduzida. Nos animais do grupo GI, tal preenchimento a análise clínica e radiográfica apresentou qualidade superior quando comparado com o grupo GII. Após a remoção do gesso, cada animal permaneceu confinado em baia por mais trinta dias (até o D60), com uso de bandagem no local e então foram soltos em piquetes, onde permaneceram até o final do experimento. No D120, os animais do grupo GII apresentaram ao exame radiográfico, a reparação do foco... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: This study evaluated the efficacy of bioabsorbable lactic acid screw in internal fixation of induced fractures in the left lateral proximal sesamoid bone. Lateral proximal sesamoid bone osteossintesis was performed in four animals from group GI, wich received bioabsorbable screws; and in four animals from group GII, wich received metallic screws. Clinical and radiographic examination had been accomplished in each horse before they were anesthetized and underwent to surgery. In both groups, osteotomy was made in the lateral proximal sesamoid bone of the left forelimb, it was radiographed, fragments were fixed with bioabsorbable (animals from GI) or metallic screws (animals from GII); and after surgery, radiography was repeated, continued by shoeing and synthetic cast immobilization (D0). Following recovery from anesthesia, the animals were placed in individual stalls and remained confined until D30, moment in wich cast was removed and new radiographies and shoeing were performed. All four horses from each group were submitted to radiographic follow-up on days D30, D60, D90 and D120. On D30-radiographic examination of all the animals from GII there was a radiopacity at the fracture site, but showing reduced density. In the animals from group I, clinical and radiographic examination of such radiopacity appeared to be of better quality when compared to group GII. After cast removal, each animal remained stall confined for another 30 days (until D60), using bandages over the surgery site, and then they were set free in paddocks until the end of the study. On D120, radiographic examination of the animals from GII revealed almost complete fracture healing, and clinical examination showed reduction of metacarpophalangeal joint flexion and a grade I lameness. Radiographic examination of all four animals from group GI revealed almost complete fracture healing, sclerosis... (Complete abstract, click electronic address below). / Mestre

Orientador: Luiz Eduardo de Ângelo Sanchez / Banca: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Banca: Arthur Alves Fiocchi / Resumo: O parafuso de interferência é o dispositivo de fixação mais usados em cirurgias de reconstrução ligamentar de joelho. O uso dos polímeros bioabsorvíveis está sendo cada vez mais utilizados nesta aplicação, devido suas vantagens relacionadas à excelente biocompatibilidade, bioabsorção, integração do enxerto/osso e também facilidade na revisão cirúrgica. O presente estudo tem por objetivo tem por objetivo o desenvolvimento de um parafuso de interferência bioabsorvível fabricado através do processo de injeção em dois polímeros bioabsorvíveis: PLDL (Poli L-D-ácido lático) e um compósito de PLDL+30% TCP (β Trifosfato de Cálcio). Para o desenvolvimento do projeto do produto foi usado um programa de análise estrutural por elementos finitos, de forma a obter a melhor geometria do encaixe de ferramenta. Através dos estudos de simulação por elementos finitos foi possível selecionar a geometria com maior resistência mecânica levando em conta o esforço de torção e além disso foi possível analisar a influência de furos transversais nas tensões mecânicas geradas pelos esforços de torção. Após a definição da melhor geometria, foram fabricadas amostras dos parafusos com os dois polímeros selecionados, os quais foram esterilizados por ETO (Óxido de etileno). Foram realizados testes mecânicos de torque inserção e torque de ruptura. A resistência mecânica do parafuso foi avaliada através da comparação entre os valores do torque de inserção comparando-se com o torque máximo de ruptura. Para contribuir o estudo foi executado teste de degradação in vitro, durante um período de 180 dias, onde foi avaliada a perda de massa dos implantes, resistência mecânica e queda do peso molecular dos implantes. Logo foi possível avaliar o compartamento mecânico dos implantes em degradação comparando-os com os requerimentos da aplicação. Pode-se observar que a degradação molecular do implante ao longo dos... / Abstract: The interference screw is the fixation device most selected for Knee ligament reconstruction surgeries. The use of Bioabsorbable polymers in interference screws for this application is increasing due it has advantages like excellent biocompatibility, bioabsorption, good integration between graft / bone and also facility in the surgical revision. The aims of the present study were to develop a bioabsorbable interference screw manufactured by the injection moulding process with two distinct polymeric materials: PLDL, Poly(L,DL-Latic acid) and a composite PLDL + 30% TCP (β Tricalcium phosphate). A program for structural analysis by finite elements was used in the development of the screw design, in the intend to make the best geometry fit for the tool. Trough the study by finite elements simulation it was possible to chose the geometry with higher mechanical resistance taking in the account the torsion effort and analyse the influence of transversals holes in the mechanical tensions made by the torque efforts. After the definition of the best geometry, samples of the screw were manufactured with the two selected polymers, sterilized with ETO (ethylene oxide). Were performed mechanical tests, insertion test and torque to break. The mechanical strenght of the screw was evaluated through the comparison between the values of insertion torque and maximum rupture. In addition, a "in vitro", degradation test was performed over a period of 180 year days. It was observed, the weight loss, mechanical strength of the implants was evaluated, and molecular weight drops of the implants. Therefore it was possible to evaluate the mechanical behavior in degradation and compare with the application requirements. It can be observed that the raise of the molecular degradation of the implant along the months had as result a loss of the mechanical resistance of the screw, ina slowly and gradual way for the PLDL material, yet the composite material (PLDL+TCP)... / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2016-07-22T16:15:47Z No. of bitstreams: 1 2016_MarceloOppermann.pdf: 20541680 bytes, checksum: c528aab668bc069a9c7807708813a05e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-07-29T12:27:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MarceloOppermann.pdf: 20541680 bytes, checksum: c528aab668bc069a9c7807708813a05e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-29T12:27:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MarceloOppermann.pdf: 20541680 bytes, checksum: c528aab668bc069a9c7807708813a05e (MD5) / Os Parafusos Pediculares (PP) estão entre os implantes mais utilizados na ortopedia/neurocirurgia. Este assemelha-se a um parafuso comum, mas com particularidades específicas para o local onde será implantado. Macroscopicamente o osso vertebral contém estruturas que determinam sua característica funcional e duas são mais importantes, na relação com os PP, o pedículo e o corpo vertebral. O pedículo, microscopicamente, é formado por um tecido ósseo mais rígido capaz de aguentar maior carga, já o corpo vertebral, diferentemente, contém uma estrutura mais frágil, e são denominados, respectivamente, de osso cortical e trabecular. Existem duas formas de avaliar a ação mecânica dos PP, através de estudos físicos e com Modelos de Elementos Finitos (MEF). Os MEF são cada vez mais utilizados na prática biomecânica, já que são facilmente modelados, sem necessidade de maquinário especial e muito menos, requerem comissão de ética para sua aprovação. Através da criação de uma malha, adiciona-se propriedades físicas que representem as características do parafuso e do osso, e simula-se cargas. Com isso, é possível avaliar o resultado, em termos de tensão, deslocamento e inferir falhas ao sistema. Aqui, se estudou 5 tipos de parafuso, que representassem a média dos implantes comercializáveis, com desenhos estruturais diferentes entre si. Estes foram inseridos em um cilindro com duas porções, representando o pedículo e o corpo vertebral e submetidos a tração (arrancamento), com uma força de 500N. O objetivo foi de avaliar a tensão nas interfaces osso-parafuso e deslocamento, em duas situações, uma com o modelo intacto, e outro com subtração da área cilíndrica, que representasse o pedículo. O modelo obedeceu o princípio de ser isotrópico e linear. O resultado, sob o prisma do deslocamento, mostrou que na média, os 5 parafusos tiveram uma perda de fixação da ordem de 47%, quando a porção pedicular foi removida e aplicada a carga. Ademais, no que tange a individualidade dos parafusos, houve uma diferença significativa entre os cinco tipos, variando de 21,9% até 92,2% no aumento do deslocamento, no modelo sem a região pedicular. Sob o ponto de vista tensão, nenhum parafuso, em ambos os cenários, obteve valores que alcançassem o ponto de tensão de escoamento do osso trabecular, ou ponto de ruptura definitiva. Aqui, mais uma vez, houve diferença significativa entre os 5 tipos de PP. Muitos PP obtiveram menor tensão quando da subtração pedicular. Este fato é explicado por ser o osso trabecular mais deformável (Módulo de Elasticidade menor), assim passível de gerar menor tensão para um mesmo deslocamento. Enfim, este trabalho conseguiu relatar que numa eventual necessidade de remoção dos pedículos vertebrais, os implantes existentes no mercado apresentam uma grande capacidade de falha, demonstrado por uma um aumento médio de quase 50% no deslocamento do PP, quando 500N de carga é aplicado sob forma de arrancamento. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The pedicle screws (PS) are currently the most widely used implants in orthopedics / neurosurgery. They resemble a common bolt, but with specific characteristics to fit into the bone. Macroscopically vertebral bone contains structures that determine their functional feature, but two are most important in relation to the PS, the pedicle and vertebral body. The pedicle microscopically, is formed with a rigid bone tissue, capable of withstanding greater load. The vertebral body, in contrast, contains a more brittle structure. They are named cortical and trabecular bone, respectively. There are two ways to evaluate the mechanical action of the PS, through physical studies and finite element models (FEM). FEM are increasingly used in the biomechanics practice, since they are easily modeled, without the need for special machinery, neither requires ethics committee for approval. By creating a mesh, added with physical properties, that represent the characteristics of the screw and the bone, they can simulate the loads existing in the screw-bone interface. With this, it makes possible to evaluate the results in terms of stress, displacement and interpreted as failure. Here, we studied 5 types of PS, which represent the average of marketable implants with different structural designs. These were inserted into a cylinder with two portions, representing the pedicle and vertebral body and put them to traction (pullout), with a force of 500N in order to evaluate the stress and the strain at the bone-screw interfaces between two situations, one with the intact model, and another with subtraction of the cylindrical area, represented by the pedicle. The model followed the principle to be isotropic and linear. The result, in the light of displacement, showed that on average, the 5 screws have a loss of 47% in fixation, when the pedicle portion was removed. Beside, regarding the individuality of the screws there was a significant difference among the five kinds, ranging from 21,9% to 92,2% increase in displacement, with and without the pedicle region. From the point of view of stress, no screw, in both scenarios, obtained values that reached the yield stress point of the trabecular bone, or point of final break. Here again, there was a significant difference between the five types of PS. Many PS obtained a lower stress when the pedicle was subtracted, a fact that was explained being the trabecular bone more deformable (lower elastic modulus) and likely to generate lower stress for the same displacement. In the end, this work was succeeded to report that if needed, the removal of the vertebral pedicles, the nowadays implants have a large fault capacity, shown by an average increase of almost 50% in the PS displacement, when load of 500N is applied in the form of pullout.

Orientador: Sheila Canevese Rahal / Banca: Carlos Roberto Teixeira / Banca: César Renato Foschini / Banca: Alessandra Melchert / Banca: Elisangela Perez de Freitas / Resumo: O trabalho teve por objetivo avaliar a influência do comprimento do parafuso, ou seja, uni ou bicortical, na resistência da montagem de uma placa de reconstrução bloqueada. Foram utilizados 60 corpos de prova cilíndricos de poliuretano e 60 placas de aço inoxidável de reconstrução de 3,5 mm, compostas de 7 furos. Cada corpo de prova foi dividido em duas porções iguais para simular uma falha segmentar de 10 mm. As placas foram montadas em dois grupos de construções: Grupo 1 - três parafusos unicorticais bloqueados em cada lado; Grupo 2 - três parafusos bicorticais bloqueados em cada lado. Em ambos os Grupos, na área da falha segmentar o orifício foi mantido sem parafuso. Para cada grupo, nove montagens foram testadas por ensaios estáticos até a falência, três em compressão, três em flexão e três em torção, para determinar as cargas de teste. Para os ensaios de fadiga, em cada grupo, 21 montagens foram testadas até a falência, sete em compressão, sete em flexão e sete em torção. Pela análise estatística, foram detectadas diferenças entre Grupos no ensaio de fadiga em compressão axial (G1>G2) e no ensaio de fadiga em flexão em quatro pontos (G1<G2), para carga máxima, carga mínima, momento máximo e momento mínimo. Não ocorreram diferenças entre grupos no ensaio de torção em fadiga. Foi possível concluir que o comprimento do parafuso pode afetar as propriedades mecânicas da placa de reconstrução bloqueada / Abstract: The aim of this study was to evaluate the influence of screw length, mono or bicortical, on the mechanical properties of a locking reconstruction plate. Sixty cylinders of synthetic bone and 60 seven-hole 3.5 mm locking reconstruction plates were used. Each cylinder of synthetic bone was equally divided to simulate a gap fracture of 10 mm. Two groups of bone-plate constructs were mounted: Group 1 - three monocortical screws in each fracture side, Group 2 - three bicortical screws in each fracture side. In both groups, the area of the fracture gap was maintained without screw. To establish the loads for fatigue testing, for each group nine bone-plate constructs were tested until failure, each three in compression, bending, and torsion. For each group, 21 bone-plate constructs were tested for failure in fatigue testing, each seven in compression, bending, and torsion. By statistical analysis, significant differences between groups were observed for axial compression fatigue testing (G1>G2) and fourpoint bending fatigue testing (G1<G2) and in maximum load, minimum load, maximum moment, and minimum moment. No significant differences were observed between groups for torsion fatigue testing. In conclusion, the screw length can affect the mechanical properties of locking reconstruction plate / Doutor

Orientador: Sheila Canevese Rahal / Banca: Alfredo Feio da Maia Lima / Banca: Celso Ribeiro / Resumo: Entre os modelos de fixadores internos há um sistema denominado S.P.S. Free-Block, cuja placa possui um anel trava que possibilita o bloqueio do parafuso em angulações variadas. Visto os poucos estudos biomecânicos com o sistema, o presente trabalho avaliou a influência da orientação do parafuso bloqueado na resistência da montagem. Foram usados cilíndricos sintéticos, nos quais foram promovidas falhas segmentares de 10 mm. As placas de aço com 7 furos (2 DCP e 5 bloqueados) foram montadas de acordo com a posição dos parafusos nos orifícios bloqueados: Grupo 1 - parafusos monocorticais posicionados em 90º, Grupo 2 - parafusos monocorticais posicionados de forma inclinada em 20º. Os parafusos dos orifícios DCP foram aplicados rotineiramente em posição neutra e de maneira bicortical. Na região da falha segmentar o orifício do parafuso bloqueado situado no centro da placa entre os DCP foi mantido livre. Em cada grupo, seis montagens foram testadas até a falência, três em flexão em quatro pontos e três em compressão axial, para determinar as cargas de teste. Posteriormente, em cada grupo, 14 montagens foram testadas até a falência em fadiga, sete em flexão e sete em compressão. Pela análise estatística não houve diferença na rigidez das construções entre os Grupos 1 e 2, tanto nos testes estáticos como nos de fadiga. Conclui-se assim que, em modelo de falha segmentar, o posicionamento do parafuso monocortical bloqueado não influenciou a resistência mecânica das montagens / Abstract: Among the locked internal fixators is one denominated S.P.S. Free-Block that was designed with a locking ring that allows the screw to be locked and positioned obliquely. Due to the paucity of biomechanical studies on this system, the present work aimed to evaluate the influence of locked screw orientation on the resistance of the S.P.S. Free-Block plate. Non-osteoporotic synthetic bone cylinders with 10 mm fracture gap were used. Seven-hole 3.5 mm stainless steel plates (two DCP holes and five locked holes) were assembled according to the orientation of the blocked screws: monocortical screws positioned at 90º to the long axis of the cylinder (G1), and monocortical screws positioned at 20º to its cylinder long axis (G2). In both groups, DCP hole screws were positioned bicortically and neutrally. In the region of the fracture gap, the locked screw hole at the plate's center was unfilled. For each group, six specimens were tested until failure, three in bending and three in compression, to determine the loads for fatigue testing. Subsequently, for each group, 14 specimens were tested for failure, seven by bending and seven in compression. No significant failure differences were observed between Groups 1 and 2 under static-loading or fatigue test. In a fracture gap model the orientation of the locked monocortical screws did not show any influence on the mechanical performance of the S.P.S. Free-Block / Mestre