As progressivas inovações tecnológicas, na área de projeto mecânico, contribuem para a adoção de novos procedimentos cirúrgicos relacionados à ortopedia. Este trabalho trata do projeto, desenvolvimento e fabricação de dispositivos de usinagem e instrumentais cirúrgicos para aplicação em cirurgias de recapeamento da cabeça femoral em humanos e animais, buscando aperfeiçoar tal procedimento no que diz respeito a tecnologias voltadas à modelagem óssea e furação centralizada com a cabeça femoral. Nesse contexto, a relação tempo x precisão foi muito bem explorada, de forma a auxiliar com eficiência os cirurgiões e os pacientes que necessitam dessa cirurgia reduzindo a interferência da habilidade do cirurgião no resultado final da cirurgia. A fresa multilaminar sequencial, criada para usinar a cabeça femoral conforme geometria interna da prótese de recapeamento de quadril é uma importante ferramenta para redução do tempo de cirurgia, uma vez que é necessária a troca de ferramentas durante os procedimentos cirúrgicos como mostrado nesta tese. O instrumental cirúrgico, responsável para o funcionamento correto desses dispositivos de usinagem, é um guia de furação personalizado capaz de alinhar a broca e a fresa durante a modelagem da cabeça femoral, de acordo com o ângulo do colo femoral de cada paciente. Assim, este trabalho trata da concepção, desenvolvimento e fabricação de protótipos de um dispositivo de usinagem e instrumentais cirúrgicos que promovam a usinagem centralizada seguindo o ângulo do colo femoral, redução do tempo de cirurgia e da aplicação cirúrgica com prótese de recapeamento artroplastia de recapeamento canina. Os produtos desenvolvidos nesse trabalho serão nomeados como \"fresa multilaminar sequencial\", \"máscara para furação centralizada\" e \"prótese e instrumentais cirúrgicos para cães\", para a artroplastia de recapeamento de quadril. Com os desenvolvimentos, é esperada uma redução no tempo da cirurgia, bem como um aumento na segurança, possibilitando maior sucesso nesses procedimentos em humanos, bem como trás nova tecnologia para a medicina veterinária. / Progressive technological innovations in the area of mechanical design, contribute to the adoption of new surgical procedures related to orthopedics. This work addresses the design development and manufacture of machining devices and surgical instruments to be used in resurfacing surgeries of the femoral head in humans and animals, seeking to improve this procedure in regards to a new technology related to bone structure for machining and drilling aligned with the femoral head. In this context, the relation time c accuracy was very well explored, in order to assist with efficiency surgeons and patients requiring surgery that reduces the interference on the skill of the surgeon on the surgery outcome. The simultaneous development of the multilaminar-mill, designed to machine the femoral head matching the internal geometry of the resurfacing prosthesis is an important tool for reducing the surgery time, as the tool changes during surgery as shown this thesis. The surgical instrument responsible for the proper operation of these machining devices is a customized guide drill mark capable of aligning the drill and the mill during drilling and milling of the femoral head, according to the angle of the femoral neck of each patient. This work deals with the design, development and manufacturing of a machining device prototype and surgical instruments to promote the centralized machining following the angle of the femur neck the reduction of surgery time and the innovate arthroplasty surgery in humans animals. The products developed in this work are named as \"sequential multilaminar mill\", \"drilling centering mask\" and \"prosthesis and instrumental for dogs\", for hip resurfacing arthroplasty. With the developments, it is expected to reduce the surgical time, as well increasing safety, allowing greater success in these procedures.

As progressivas inovações tecnológicas, na área de projeto mecânico, contribuem para a adoção de novos procedimentos cirúrgicos relacionados à ortopedia. Este trabalho trata do projeto, desenvolvimento e fabricação de dispositivos de usinagem e instrumentais cirúrgicos para aplicação em cirurgias de recapeamento da cabeça femoral em humanos e animais, buscando aperfeiçoar tal procedimento no que diz respeito a tecnologias voltadas à modelagem óssea e furação centralizada com a cabeça femoral. Nesse contexto, a relação tempo x precisão foi muito bem explorada, de forma a auxiliar com eficiência os cirurgiões e os pacientes que necessitam dessa cirurgia reduzindo a interferência da habilidade do cirurgião no resultado final da cirurgia. A fresa multilaminar sequencial, criada para usinar a cabeça femoral conforme geometria interna da prótese de recapeamento de quadril é uma importante ferramenta para redução do tempo de cirurgia, uma vez que é necessária a troca de ferramentas durante os procedimentos cirúrgicos como mostrado nesta tese. O instrumental cirúrgico, responsável para o funcionamento correto desses dispositivos de usinagem, é um guia de furação personalizado capaz de alinhar a broca e a fresa durante a modelagem da cabeça femoral, de acordo com o ângulo do colo femoral de cada paciente. Assim, este trabalho trata da concepção, desenvolvimento e fabricação de protótipos de um dispositivo de usinagem e instrumentais cirúrgicos que promovam a usinagem centralizada seguindo o ângulo do colo femoral, redução do tempo de cirurgia e da aplicação cirúrgica com prótese de recapeamento artroplastia de recapeamento canina. Os produtos desenvolvidos nesse trabalho serão nomeados como \"fresa multilaminar sequencial\", \"máscara para furação centralizada\" e \"prótese e instrumentais cirúrgicos para cães\", para a artroplastia de recapeamento de quadril. Com os desenvolvimentos, é esperada uma redução no tempo da cirurgia, bem como um aumento na segurança, possibilitando maior sucesso nesses procedimentos em humanos, bem como trás nova tecnologia para a medicina veterinária. / Progressive technological innovations in the area of mechanical design, contribute to the adoption of new surgical procedures related to orthopedics. This work addresses the design development and manufacture of machining devices and surgical instruments to be used in resurfacing surgeries of the femoral head in humans and animals, seeking to improve this procedure in regards to a new technology related to bone structure for machining and drilling aligned with the femoral head. In this context, the relation time c accuracy was very well explored, in order to assist with efficiency surgeons and patients requiring surgery that reduces the interference on the skill of the surgeon on the surgery outcome. The simultaneous development of the multilaminar-mill, designed to machine the femoral head matching the internal geometry of the resurfacing prosthesis is an important tool for reducing the surgery time, as the tool changes during surgery as shown this thesis. The surgical instrument responsible for the proper operation of these machining devices is a customized guide drill mark capable of aligning the drill and the mill during drilling and milling of the femoral head, according to the angle of the femoral neck of each patient. This work deals with the design, development and manufacturing of a machining device prototype and surgical instruments to promote the centralized machining following the angle of the femur neck the reduction of surgery time and the innovate arthroplasty surgery in humans animals. The products developed in this work are named as \"sequential multilaminar mill\", \"drilling centering mask\" and \"prosthesis and instrumental for dogs\", for hip resurfacing arthroplasty. With the developments, it is expected to reduce the surgical time, as well increasing safety, allowing greater success in these procedures.

É estudada, conceitualmente a técnica de recapeamento de quadril de cães como modelo cirúrgico. A artroplastia do quadril foi desenvolvida com a finalidade de estabelecer a mobilidade articular e também no alívio da dor de pacientes humanos. Em animais, principalmente os cães, a artroplastia total, é um procedimento cirúrgico muito utilizado na articulação coxofemoral para a correção de patologias de quadril, sejam elas degenerativas traumáticas ou inflamatórias além de aliviar a dor. A artroplastia de recapeamento de quadril em humanos tem se mostrado uma técnica muito eficiente por estar próxima da anatomia natural do quadril e tem sido aplicada em pacientes jovens e ativos. A vantagem de se realizar a técnica de recapeamento é que nesta, há uma ressecção mínima da cabeça femoral e que promove uma melhora em relação à estabilidade da articulação, entretanto essa técnica ainda não é aplicada em animais. O presente trabalho tem por objetivo estudar a técnica de recapeamento de quadril de cães de forma análoga as técnicas aplicadas em humanos e também, propor um projeto de ferramental cirúrgico específico em conjunto com o protocolo cirúrgico. A técnica conceitual de artroplastia de recapeamento de quadril de cães foi desenvolvida a partir de um fêmur canino onde foram desenvolvidos os conceitos da técnica cirúrgica e o protótipo do ferramental cirúrgico necessário para o desenvolvimento desta técnica. Inicialmente foram feitas aquisições das imagens dos objetos do trabalho (fêmur canino, ferramental cirúrgico e prótese cirúrgica) que foram convertidas em arquivos CAD; a partir destes foram gerados cópias em gesso através do processo de impressão 3D do ferramental cirúrgico desde o guia de furação até a fresa de chanframento e também da prótese cirúrgica de recapeamento. A fabricação do ferramental cirúrgico obtido pelo processo de impressão 3D possibilitou uma análise visual dos protótipos que serviram de modelos para a fabricação do ferramental cirúrgico definitivo, sendo este, confeccionado em aço. Isso permitiu sua validação em bancada de laboratório através de testes realizados em modelos de ossos de cães em resina. Conclui-se que a técnica de recapeamento de quadril de cães validada em bancada de laboratório poderá ser realizada em conjunto com o ferramental cirúrgico proposto para em um futuro muito próximo ser usado em articulações de cães portadores de displasia coxofemoral devido a sua funcionalidade e à demanda de casos clínicos para este procedimento. A técnica cirúrgica de recapeamento estudada poderá ser oferecida a população a um custo acessível por ser inovadora e promissora no contexto da ortopedia veterinária. / The study conceptually describes a surgical model for dog hip resurfacing technique. Hip arthroplasty was developed to restore joint mobility and relieve of human patients pain. In animals, especially dogs, total arthroplasty is a surgical procedure commonly used to correct traumatic, degenerative and inflammatory hip diseases and alleviate pain. The resurfacing hip arthroplasty in humans, applied in young and active patients, has shown to be an efficient technique. The advantage of using this technique is that there will be a minimal resection of the femoral head, improving the stability of the joint; however it has not been applied to animals yet. The present dissertation reports on the study of hip resurfacing technique for dogs in a similar way it is applied in humans. It also proposes a specific surgical tooling design in conjunction with the surgical protocol. The technical concept of hip resurfacing arthroplasty for dogs was developed from a canine femur from which the concepts of the surgical technique and the prototypes of the necessary surgical tools were developed. Initially, images of the objects used in the work (canine femur, surgical tools and surgical prosthesis) were acquired. They were then converted into CAD files, which generated plaster copies of surgical tools, from the hole guide to the to cutter and chamfer, and also surgical resurfacing prosthesis through the 3D printing process. The manufacture of the surgical tools models obtained by 3D printing process allowed a visual analysis of the prototypes that served as references for the definitive surgical tool made in steel. Such tools were validated by means of laboratory bench tests using resin models of dogs\' bones. It was possible to conclude that the technique of hip resurfacing in dogs can be employed in conjunction with the proposed surgical tools in the joints of dogs with hip dysplasia in a very near future. Due to its full functionality and large demand of clinical cases for this procedure, the technique may be offered to the population at an affordable cost. It is also an innovative and promising technique in the context of veterinary orthopedics.

É estudada, conceitualmente a técnica de recapeamento de quadril de cães como modelo cirúrgico. A artroplastia do quadril foi desenvolvida com a finalidade de estabelecer a mobilidade articular e também no alívio da dor de pacientes humanos. Em animais, principalmente os cães, a artroplastia total, é um procedimento cirúrgico muito utilizado na articulação coxofemoral para a correção de patologias de quadril, sejam elas degenerativas traumáticas ou inflamatórias além de aliviar a dor. A artroplastia de recapeamento de quadril em humanos tem se mostrado uma técnica muito eficiente por estar próxima da anatomia natural do quadril e tem sido aplicada em pacientes jovens e ativos. A vantagem de se realizar a técnica de recapeamento é que nesta, há uma ressecção mínima da cabeça femoral e que promove uma melhora em relação à estabilidade da articulação, entretanto essa técnica ainda não é aplicada em animais. O presente trabalho tem por objetivo estudar a técnica de recapeamento de quadril de cães de forma análoga as técnicas aplicadas em humanos e também, propor um projeto de ferramental cirúrgico específico em conjunto com o protocolo cirúrgico. A técnica conceitual de artroplastia de recapeamento de quadril de cães foi desenvolvida a partir de um fêmur canino onde foram desenvolvidos os conceitos da técnica cirúrgica e o protótipo do ferramental cirúrgico necessário para o desenvolvimento desta técnica. Inicialmente foram feitas aquisições das imagens dos objetos do trabalho (fêmur canino, ferramental cirúrgico e prótese cirúrgica) que foram convertidas em arquivos CAD; a partir destes foram gerados cópias em gesso através do processo de impressão 3D do ferramental cirúrgico desde o guia de furação até a fresa de chanframento e também da prótese cirúrgica de recapeamento. A fabricação do ferramental cirúrgico obtido pelo processo de impressão 3D possibilitou uma análise visual dos protótipos que serviram de modelos para a fabricação do ferramental cirúrgico definitivo, sendo este, confeccionado em aço. Isso permitiu sua validação em bancada de laboratório através de testes realizados em modelos de ossos de cães em resina. Conclui-se que a técnica de recapeamento de quadril de cães validada em bancada de laboratório poderá ser realizada em conjunto com o ferramental cirúrgico proposto para em um futuro muito próximo ser usado em articulações de cães portadores de displasia coxofemoral devido a sua funcionalidade e à demanda de casos clínicos para este procedimento. A técnica cirúrgica de recapeamento estudada poderá ser oferecida a população a um custo acessível por ser inovadora e promissora no contexto da ortopedia veterinária. / The study conceptually describes a surgical model for dog hip resurfacing technique. Hip arthroplasty was developed to restore joint mobility and relieve of human patients pain. In animals, especially dogs, total arthroplasty is a surgical procedure commonly used to correct traumatic, degenerative and inflammatory hip diseases and alleviate pain. The resurfacing hip arthroplasty in humans, applied in young and active patients, has shown to be an efficient technique. The advantage of using this technique is that there will be a minimal resection of the femoral head, improving the stability of the joint; however it has not been applied to animals yet. The present dissertation reports on the study of hip resurfacing technique for dogs in a similar way it is applied in humans. It also proposes a specific surgical tooling design in conjunction with the surgical protocol. The technical concept of hip resurfacing arthroplasty for dogs was developed from a canine femur from which the concepts of the surgical technique and the prototypes of the necessary surgical tools were developed. Initially, images of the objects used in the work (canine femur, surgical tools and surgical prosthesis) were acquired. They were then converted into CAD files, which generated plaster copies of surgical tools, from the hole guide to the to cutter and chamfer, and also surgical resurfacing prosthesis through the 3D printing process. The manufacture of the surgical tools models obtained by 3D printing process allowed a visual analysis of the prototypes that served as references for the definitive surgical tool made in steel. Such tools were validated by means of laboratory bench tests using resin models of dogs\' bones. It was possible to conclude that the technique of hip resurfacing in dogs can be employed in conjunction with the proposed surgical tools in the joints of dogs with hip dysplasia in a very near future. Due to its full functionality and large demand of clinical cases for this procedure, the technique may be offered to the population at an affordable cost. It is also an innovative and promising technique in the context of veterinary orthopedics.