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Diferenças na estimativa do torque muscular máximo de extensão de joelho utilizando parâmetros da literatura e parâmetros mensurados diretamente de indivíduos com mais de 55 anos / Differences on estimated moment of knee extension using parameters from the literature and directly measured parameters of over 55 years womensBrodt, Guilherme Auler January 2013 (has links)
Contextualização: Uma das formas de conhecimento da função muscular se dá por meio de modelos biomecânicos que utilizam parâmetros como área de secção transversa fisiológica (ASTF), comprimento de fascículo e ângulo de penação para a mensuração da força isométrica máxima dos músculos. Os modelos biomecânicos normalmente empregam arquitetura de cadáveres e ignoram as características específicas da população estudada. Por esta razão, podem ser imprecisos na estimativa. Objetivo: Comparar o torque isométrico máximo de extensão de joelho de mulheres com mais de 55 anos com a estimativa de torque utilizando modelo biomecânico, utilizando parâmetros de cadáveres e utilizando parâmetros musculares mensurados diretamente. Metodologia: Quinze voluntárias com idade superior a 55 anos realizaram contrações voluntárias máximas isométricas (CVMI) de extensão de joelho em quatro ângulos (15°, 45°, 75° e 105°). Foram coletadas imagens de ultrassonografia de ASTF, comprimento de fascículo e ângulo de penação dos músculos do quadríceps. Esses parâmetros foram utilizados no modelo de Arnold et al. (2010) para estimar o torque individual das voluntárias nas mesmas condições da CVMI.. Os resultados de torque experimental, torque estimado individual (arquitetura individual) e torque estimado genérico (arquitetura dos cadáveres) foram comparados por meio de ANOVA de Friedman (α<0,05) e desdobramento post-hoc de Wilcoxon, índice de significância corrigido de α<0,0167 foi adotado após correção de Bonferroni. Além disso, foi realizada a análise gráfica de Bland-Altman (1986), regressão linear, índice de correlação intraclasse (ICC) e erro RMS para identificar qual técnica se assemelha mais ao torque experimental. Resultados e Discussão: O torque estimado individualmente previu corretamente o torque experimental nos ângulos de 45°, 75° e 105°. O torque estimado genérico previu corretamente o torque experimental nos ângulos 75° e 105°. Ambas as estimativas apresentaram tendências de superestimar os valores experimentais. Sendo que o torque estimado individual apresentou menor erro RMS e menor ICC. Após a correção da distância perpendicular muscular utilizada no modelo pela apresentada por Krevolin, Pandy e Pearce (2004) para mulheres, o pico do torque estimado individualmente apresentou-se no mesmo ângulo do torque coletado (75°). Conclusão: A estimativa com dados de arquitetura individualizados aumenta o grau acerto da técnica em um dos ângulos coletados, entretanto, a correlação entre os dados experimentais e aqueles oriundos do modelo individualizado não foi maior que aquela obtida entre os dados experimentais e os dados oriundos do modelo genérico. / Background: One way to know the muscle function is by biomechanical models that use parameters such as physiological cross-sectional area (PCSA) , fascicle length and penation angle for the estimation maximum isometric muscle force. Biomechanical models typically employ generic architecture parameters from cadaveric studies and ignore the specific characteristics of the studied population. For this reason, the estimation may be inaccurate. Objective: Compare the maximum isometric knee extension moment in women over 55 years with the estimated moment using a biomechanical model, using: (1) muscle parameters from cadaveric studies and (2) muscle parameters measured directly. Methods: Fifteen volunteers aged over 55 years did maximum isometric voluntary contraction (MIVC) of knee extension at four angles (15°, 45°, 75° and 105°). Ultrasound images of PCSA, fascicle length and penation angle of the quadriceps femoris muscles were acquired. These parameters were used in the model of Arnold et al. (2010) to estimate the individual voluntary moment of the same conditions of MIVC. The experimental moments were compared with the estimated moment and with generic architecture, collected from cadaveric studies (Ward et al., 2009). The results experimental moment, individual estimated moment (individual architecture) and generic estimated moment (architecture from cadavers form Ward et al., (2009)) were compared using Friedman's ANOVA (α<0.05) and Wilcoxon’s post-hoc (α<0.0167 - Bonferroni’s correction). Furthermore, the following analysis were performed: graphical analysis and Bland-Altman (1986), linear regression, intraclass correlation coefficient (ICC) and RMS error to identify which technique is more similar to the experimental moment. Results and Discussion: The moment estimated individually correctly predicted the experimental moment at 45°, 75° and 105°. The generic moment estimation agreed with the experimental moment at 75° and 105°. Both estimations presented tendencies to overestimate the experimental moment. The individual estimation presented lower RMS error and lower ICC. After correction of the muscle moment arm used in the model for the presented by Krevolin , Pandy and Pearce (2004 ), the peak angle of estimated moment was presented at the same angle of the experimental moment (75°). Conclusion: The estimate with individualized data architecture increases the degree of agreement in one of the angles. However, the correlation between the experimental data and those from the individualized model was not greater than that obtained by the generic estimation.
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Análise cinemática do tronco, quadril e joelho durante a realização de diferentes tarefas funcionais para avaliação do valgo dinâmico / Kinematic analysis of the trunk, hip and knee during the execution of different tasks to evaluate the functional dynamic valgusAna Cristina Corrêa Cervi 24 January 2017 (has links)
Um dos fatores que podem contribuir para as lesões na articulação do joelho é a incapacidade do indivíduo em manter durante atividades funcionais, um bom alinhamento entre os segmentos corporais tais como tronco, quadril e joelho. Na maioria das vezes o aumento do valgo dinâmico de joelho é apontado como um fator etiológico de lesões nessa articulação e sua identificação precoceé importante, bem como de outros fatores biomecânicos. Os testes funcionais para avaliação do valgo são importantes ferramentas para analisar o alinhamento dinâmico entre os segmentos corporais, porém ainda não há na literatura subsídios cinesiológicos que comparem a amplitude articular do joelho, quadril e tronco nas principais tarefas funcionais e utilizadas na prática clínica. Da mesma forma, a relação da cinemática desses segmentos com o torque dos músculos estabilizadores do quadril e joelho ainda é controverso. Objetivos: Comparar os valores angulares dados pela cinemática de tronco, quadril e joelho em cinco diferentes tarefas funcionais utilizadas para avaliação do valgo dinâmicoe correlacionar com o pico de torque de joelho e quadril. Materiais e Métodos: 30 voluntários saudáveis sem historia de dor ou disfunção em membros inferiores, de ambos os sexos (15 homens e 15 mulheres) com idade de 18 a 35 anos realizaram os testes de força muscular isométrica para todos os grupos musculares de joelho e quadril utilizando o Dinamômetro isocinéticoBiodex®. Entre 3 a 7 dias após o teste de força muscular foi realizada a análise cinemática de tronco, quadril e joelho utilizando o Sistema VICON (Centennial, CO, EUA) durante a realização de cinco diferentes tarefas funcionais para avaliação do valgo dinâmico de joelho, sendo elas: descida de degrau, singlelegstepdown, agachamento unipodal, aterrissagem unipodal, drop vertical jump. Resultados: A tarefa dedrop vertical jump apresentou os maiores valores de pico de valgo(média: 20,1º p<=0,04), rotação interna de joelho(média: 9,7º p<=0,003), flexão de quadril(média: 38,8º p<=0,001) e menores valores de rotação de tronco (média: 0,07º p<=0,009). A tarefa de single legstepdown apresentou maiores valores de flexão de tronco (média: 10,2º p<=0,002) em relação às outras tarefas funcionais. Foi observada uma correlação negativa e fraca do pico de torque de rotadores externos de quadril e inclinação ipsilateral de tronco(R= - 0,36; p=0,049) na tarefa de descida de degrau. Não houve evidências de correlação entre o pico de torque de abdutores, adutores, rotadores internos,rotadores externos, flexores, extensores de quadril e flexores e extensores de joelho com a cinemática de joelho, quadril e tronco nas tarefas funcionais de agachamento unipodal, aterrissagem unipodal, drop vertical jump e singlelegstepdown. Conclusão:A compreensão das variáveis cinesiológicas de joelho, quadril e troncoé fundamental para direcionar o clínico na escolha do teste funcional para avaliação do valgo dinâmico.Todas as tarefas analisadas são efetivas para avaliar o valgo dinâmico, porém adrop vertical jumpparece demandar mais estratégias de joelho e quadril, e a tarefasingle legstepdown apresentou maiores alterações cinesiológicasde tronco. Além disso, o pico de torque de quadril e joelho não exerceu influência no desempenho dos testes em indivíduos saudáveis / One of the factors that can contribute to injuries in the knee joint is the individual\'s inability to maintain an alignment between the body segments such as trunk, hip and knee during functional activities. Most of the time the dynamic knee valgus has been suggested as an etiologic factor that contributefor this joint injuries and early identification along with biomechanical factors associated with knee joint injuries is important. The functional tests for knee valgus evaluation are important tools for assessing the dynamic alignment between body segments, but there is no kinesiological subsidies in the literature that compare knee, hip and trunk in most of the described functional tasks used in the clinical practice and their relationship with the hip and knee strengthin healthy subjects. This study aimsto compare the angle values by the trunk, hip and knee kinematics in five different functional tasks used to evaluate the dynamic valgus and correlate this with the muscle\'s torque of the hip and knee. A sample of 30 healthy volunteers (15 men and 15 women) aged 18 to 35, with no history of pain or dysfunction in the lower limbs, performed a isometric muscle strength tests for all theknee and hip groups muscles using an isokinetic dynamometer Biodex®. Between 3 and 7 days after the muscle strength testing trunk, hip and knee kinematic analysis was performedduring five different functional tasks for evaluating the dynamic knee valgus using the Vicon system (Centennial, CO, USA).The functional tests were: stair descent, single-leg step down, single leg squat, single leg landing, drop vertical jump. ANOVA repeated measures was used to verify the differencesin the tasks for knee, hip and trunk kinematics and Pearson\'s correlation was used to verify correlations between hip and knee muscle\'s torque and knee, hip and trunk kinematics. The drop vertical jump task showed the highest peak values of valgus (average: 20.1º p<=0,04), internal rotation of the knee (average: 9,7º p<=0,003), hip flexion (mean: 38,8º p<=0,001) and lower trunk rotation values (mean 0,07º p<=0,009). The single leg step down task showed greater trunk flexion values (mean: 10,2º p<=0,002) in relation to all functional tasks. It was observed a negative and weak correlation of thehip external rotators torque and ipsilateral trunk lean (R = - 0.36, p = 0.049) in stair descent task. There was no evidence of correlation between peak torque of the hip abductors, adductors, internal rotators, external rotators, flexors and extensors and flexors, extensors of the knee with knee, hip and trunk kinematics in the single leg squat, landing, drop vertical jump and single-leg step down. For choosing a functional task to evaluate the dynamic valgus is crucial to the clinicians understand the kinesiological variables of knee, hip and trunk. All assessed tasks are effective to evaluate the dynamic knee valgus, although the drop vertical jump task requires more adjustments in the knee and hip, and the single leg step down task has higher kinesiological changes in the trunk.In addition, knee and hip peak of torque had no influence on the performance of the tests in healthy individuals
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Comparação biomecânica entre CRIF e placa de reconstrução utilizadas para estabilização de fraturas distais de fêmur de cães / Biomechanical comparison of CRIF and reconstruction plate for stabilization of distal femur fractures in dogsFernanda Paes 25 October 2016 (has links)
O presente estudo objetivou comparar biomecanicamente, por meio do ensaio de compressão excêntrica, a resistência dos implantes Clamp and Rod Internal Fixation (CRIF) 5,0 mm versus placa de reconstrução 3,5 mm na fixação de fratura distais de fêmur de cão. Tais implantes foram subdividos em dois grupos, denominados grupo CRIF (GC) e grupo placa (GC). Foram utilizados 22 fêmures de 10 cadáveres de cão entre 2 e 7 anos de idade e peso corporal entre 20 e 40 kg, que foram distribuídos aleatoriamente a serem testados ambos os implantes em cada um dos membros dos pares. Para realização dos testes, foi simulado uma fratura distal nos corpos de prova, através de uma osteotomia de até 0,5 cm, realizada por meio de serra oscilatória, imediatamente proximal ao início da tróclea. Os implantes foram fixados segundo os padrões AOSIF, lateralmente ao fêmur, sendo utilizados três parafusos distais e cinco proximais ao foco de fratura. Foi utilizado o programa de computador PMI para calcular o ponto máximo de resistência antes da falha e avaliadas as variáveis força máxima, deformação máxima real, rigidez, força intermediária e deformação intermediária real. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre os GC e GP quantos as variáveis avaliadas / This study aims to compare the biomechanical properties, through eccentric compression test, of the resistance of the 5.0 mm Clamp and Rod Internal Fixation Implants (CRIF) and 3.5 mm reconstruction plate in fixing dog femur distal fracture. Such implants were subdivided into two groups, called CRIF Group (CG) and plate group (CG). It was used 22 femurs from 11 dog cadavers with age between 2 and 7 years old and body weight between 20 and 40 kg, which was randomly assigned to test both implants in each member of the pair. A distal fracture in the specimens with a gap of 0.5 cm osteotomy, it was simulated to perform the test, performed by the oscillating saw, just proximal to the beginning of the trochlea. Bound the distance from the gap to the distal femur limit was equivalent to the distance between the femoral condyles. The implants were fixed by the standards AO / SIF, laterally to the femur, being used three distal screws and five proximal to the fracture site. The bone was placed longitudinally, and the femoral neck coupled to a concave surface simulating an acetabular device. PMI computer program was used to calculate the maximum point of resistance before failure and evaluated the variables maximum strength, real maximum deformation, stiffness, intermediate strength and real intermediate deformation. No statistically significant differences were found between the GC and GP as the variables evaluated
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Desenvolvimento de máquina de movimentos cíclicos para testes biomecânicos / Development of machine of cyclic movements for biomechanical testsCarlos Alberto Marinheiro 10 February 2003 (has links)
O ser humano locomove-se utilizando-se do complexo sistema neuro-músculo-esquelético, o que lhe confere qualidade de vida. Partes do sistema esquelético são passíveis de tratamento ou mesmo de substituição pelo emprego de materiais estranhos ao corpo humano mas que provocam pequena reação biológica e necessitam ser dimensionados de modo a suportar toda tensão resultante do movimento humano. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma máquina de ensaio cíclico para testes biomecânicos, de implantes utilizados nas cirurgias de reconstrução ósteo-articular, utilizando tecnologia nacional. A máquina possui um sistema de acionamento por meio de um motor trifásico de 2 HP, 1800 rpm; um sistema de transmissão de cargas cíclicas utilizando um eixo excêntrico, que aciona um pistão, que promove o movimento de duas alavancas que transmitem a carga para os componentes a serem ensaiados. Há um inversor de freqüência para controle do número de ciclos do motor, um reservatório de soro fisiológico com um sistema que mantém o soro aquecido entre 36 e 38 ºC, e uma bomba hidráulica submersa que mantém o soro em constante movimentação. Foi feito um teste cíclico de fadiga de componente femoral de artroplastia de quadril, com torção, seguindo determinações das normas ISO 7206/89, parte 4 e ASTM F 1612/95, e utilizada para o teste a Prótese Femoral Cimentada Modelo Alpha ® da empresa Baumer ®, haste polida de 150 mm e off-set de 37,5 mm. Também foi feito um ensaio para verificação de trincas seguindo determinações da Norma ABNT NBR ISO 9583/1997. Durante as 139 horas previstas para o teste de fadiga do componente femoral, a máquina de ensaio não apresentou problemas mecânicos, demonstrando eficiência e o êxito na confecção de uma máquina de ensaios cíclicos para testes biomecânicos / The human being locomotes using the complex neuro-muscle-skeletal system, what confers him life quality. Parts of the skeletal system can submit to treatment or even to the substitution for the employment of strange materials to the human body but that provoke small biological reaction and they need to be projected in way to support every resulting tension of the human movement. The objective of this work was to develop a machine of cyclic trial for biomechanical tests using national technology. The machine has an activation system by means of a triphasic motor of 2 HP, 1800 rpm; a system of transmission of cyclic loads using an eccentric axis, that activates a piston, that promotes the movement of two levers that transmit the load for the components at be tested. There is a frequency inverter for control of the number of cycles of the motor, a reservoir of physiologic serum with a system that maintains the serum heated up to 36-38 ºC, and a submerged hydraulic bomb that maintains the serum in constant movement. It was made a cyclic test of fatigue of femoral component of hip arthroplasty, with torsion, following determinations of the norms ISO 7206/89, part 4 and ASTM F 1612/95, and used for the test the Prosthesis Femoral Cemented Model Alpha ® of the company Baumer ®, polished stem of 150 mm and off-set of 37,5 mm. It was also made a trial for verification of cracks following determinations of the norm ABNT NBR ISO 9583/1997. During the 139 hours foreseen for the test of fatigue of the femoral component, the trial machine didnt present mechanical problems, demonstrating efficiency and the success in the production of a machine of cyclic trials for biomechanical tests
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Artrodese da articulação interfalangeana proximal de equinos: avaliação biomecânica comparativa da técnica com placa de compressão dinâmica de 4,5mm e três orifícios, com dois parafusos transarticulares oblíquos de 5,5mm e técnica com placa \"Y\" de compressão bloqueada de 5,0mm e sete orifícios / Arthrodesis of the equine proximal interphalangeal joint: a biomechanical comparison of one 3-Hole 4.5-mm Narrow Dynamic Compression Plate with two 5.5mm oblique cortex screws technique and one 7-Hole 5.0mm \"Y\" locking compression plate techniqueCarlos Adolfo Salazar Latorre 25 June 2013 (has links)
As claudicações são a principal causa de encaminhamento de equinos aos médicos veterinários e uma das maiores causas de encaminhamento destes animais aos hospitais de referência; sendo as fraturas, especialmente aquelas de ossos longos e articulares, as que têm menor índice de sucesso devido ao prognóstico reservado e alto custo do tratamento; entendendo como sucesso o retorno do animal à função ou manutenção da qualidade de vida. A articulação interfalangeana proximal (AIP) dos equinos é clinicamente importante devido à apresentação frequente de claudicação, com lesões que comprometem a vida esportiva e função do equino. O objetivo desta pesquisa foi comparar biomecanicamente as características de duas técnicas de artrodese da AIP em equinos, utilizando-se placa de compressão dinâmica (DCP) de 4.5mm e três orifícios em combinação com dois parafusos corticais transarticulares de 5.5mm oblíquos inseridos pela técnica de tração (lag screw) e placa em "Y\" de compressão bloqueada (LCP) de 5,0mm e sete orifícios, com parafusos bloquados unicorticais e um parafuso cortical de 4.5mm oblíquo transarticular inserido no orifício central da placa, pela técnica de parafuso de tração. Foram utilizadas doze peças anatômicas de membros anteriores de equinos, das quais foi isolada a porção distal do membro desde a primeira falange até o casco. Uma vez preparadas as peças, cada par foi sorteado randomicamente para cada um dos dois grupos. Os modelos experimentais foram submetidos a ensaios biomecânicos de compressão axial em ciclo único até a sua falha. O tipo de falha ocorrida na placa, nos parafusos ou nos ossos foi avaliado, assim como a força à qual ocorreram estas falhas. Não houve diferença estatística significativa entre os grupos DCP e Y-LCP, nas variáveis rigidez e força máxima, quando submetidas a compressão axial até sua falha. Mesmo não havendo diferença entre as duas técnicas cirúrgicas na variável rigidez, a técnica Y-LCP possibilitou um procedimento menos invasivo e com menor tempo cirúrgico. Conclui-se que, as propriedades biomecânicas das duas técnicas de fixação (DCP e Y-LCP) são semelhantes nas condições testadas. / Lameness is the main cause of sport horses\' owners consulting equine veterinarians and one of the highest cause to send these animals to the reference hospitals. Long bones and joint fractures have the lesser rate of success, consequence of the hight cost of the treatment and poor prognosis. Understanding as success the return of the horse to previous athletic performance or at least to have useful life. The proximal interphalangeal joint (PIPJ) is clinically important because the injuries that involve it may threaten the horses sport life or its usefulness. The objective of this study was to compare the biomechanical properties of two PIPJ arthrodesis techniques using 4.5mm dynamic compression plate (DCP) in conjunction with two oblique abaxial transarticular 5.5mm cortical screws inserted in lag fashion and 5.0mm Y locking compression plate (Y-LCP) with unicortical locking screws and one axial transarticular 4.5mm cortex screw inserted in lag fashion through the midle plate hole. It was used twelve cadaveric adult equine forelimbs from the first phalanx to the foot. After full-limb preparations, each forelimb pair was randomly assigned to one of two treatment groups. Constructs were submited to axial compression single cycle to failure biomechanical testing. The failure of the screws, plate or bone, and the force at wich it happened was evaluated. There were no significant differences in construct stiffness or max force when loaded to failure, between the DCP and Y-LCP treatment groups. Even though there was no construct stiffness diffrences between the two techniques, the Y-LCP technique provided the possibility of a less invasive procedure with a shorter surgical time. In conclusion, the biomechanical properties of both fixation techniques (DCP and Y-LCP) are equivalent under the test conditions used.
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Avaliação da resistência mecânica à compressão axial da poliuretana de mamona e quitosana associada a cimento de fosfato de cálcio no preenchimento de falhas ósseas do terceiro metacarpiano de equinos / Mechanical evaluation of strength of ricinus communis polyurethane and chitosan with calcium phosphate cement on filling of bone gap in equine third metacarpal boneRodrigo Crispim Moreira 30 May 2014 (has links)
Os equinos são animais que, quando adultos, apresentam elevado peso corpóreo e ossos bastante resistentes para sustentar esse peso. Dessa forma, para que ocorra fratura nos ossos do cavalo é necessário um trauma de elevada energia resultando em fraturas cominutivas, que podem formar falhas ósseas impedindo o contato entre os fragmentos ósseos, o que compromete a estabilidade e resistência da osteossíntese. Devido à complexidade desse tipo de fraturas e aos implantes disponíveis apresentarem baixa resistência para o uso nessa espécie e devido a seu comportamento, o tratamento de fraturas em equinos apresenta baixos índices de sucesso. Dessa maneira, o uso de um material osteocondutor com resistência mecânica para o preenchimento dessas falhas poderia elevar a resistência da osteossíntese, levando a melhores índices de sucesso na correção dessas fraturas. O presente estudo teve como objetivo a avaliação biomecânica em laboratório de dois biomateriais substitutos ósseos no preenchimento de falha óssea. Para isso foram utilizados 30 ossos terceiro metacarpiano de equinos que foram submetidos a osteossíntese com placa LCP em sua face dorsal e criada uma falha óssea transversal completa de um centímetro na diáfise média. Dez dessas peças foram submetidas a ensaios biomecânicos não destrutivos até a carga de 1000N, onde foram avaliadas a rigidez, as deformações da peça inteira, da placa e do osso individualmente em diferentes regiões. As outras 20 dessas peças foram submetidas a ensaios destrutivos, onde foram avaliadas a carga e deformação suportada no limite elástico e no ponto de ruptura. Dessa forma, pôde-se observar que houve aumento na rigidez de 699,39N/mm para 2905,38N/mm e 4274,93N/mm devido ao preenchimento da falha com poliuretana de mamona e quitosana, respectivamente. A peça inteira teve sua deformação diminuída de 1,73mm para 0,5mm e 0,35 com carga de 1000N, devido ao preenchimento da falha com poliuretana de mamona e quitosana, respectivamente. A placa teve sua deformação diminuída de 2260,64µd para 320,25µd pelo preenchimento da falha com poliuretana de mamona e para 89,88µd com o preenchimento com quitosana durante a aplicação de 1000N. O osso próximo à falha sofreu maiores deformações tanto com poliuretana de mamona quanto com quitosana, contudo não apresentou maiores deformações em região distante da falha. A peça inteira teve aumento da carga suportada em seu limite elástico de 1008N para 8804N apenas com o preenchimento da falha com quitosana. A peça inteira teve sua deformação diminuída de 1,64mm para 1,26 no limite elástico apenas devido ao preenchimento da falha poliuretana de mamona. A peça inteira teve aumento da força suportada no momento de ruptura de 1660N para 15187N e 11012N com o preenchimento da falha com poliuretana de mamona e quitosana, respectivamente. A peça inteira teve sua deformação máxima no ponto de ruptura diminuída de 5,4mm para 2,16mm apenas com o preenchimento da falha com quitosana. / Adult horses are heavy animals equipped with bones strong enough to support their body weight. High energy trauma is required to produce comminuted fractures, where bone loss may prevent proper fracture reduction and compromise osteosynthesis resistance and stability. In horses, aside from behavioural issues, low success rates associated with comminuted fracture resolution may be due to the complexity of such fractures or the low resistance of bone implants. Therefore, osteoconductive biomaterials with good mechanical resistance would potentially benefit treatment outcomes. This ex vivo study evaluated the biomechanical behaviour of two bone surrogate biomaterials in experimental third metacarpal fractures in horses. Thirty equine third metacarpal bone specimens were submitted to dorsal LCP (locking compression plate) osteosynthesis following creation of a transverse 1 cm wide middiaphiseal defect. Defects were filled either with Ricinus communis polyurethane or calcium phosphate cement-chitosan composite. Ten specimens were submitted to non-destructive biomechanical testing under 1000N maximum load; construct stiffness, construct deformation and isolated deformation of LCP and third metacarpal bone in different regions were evaluated. The remaining 20 specimens were submitted to destructive biomechanical testing; maximum load and deformation within the elastic limit, and to failure were documented. Bone defect repair with RCP or CPC-chitosan composite increased construct stiffness from 699,39N/mm to 2905.38N/mm and 4274.93N/mm and decreased construct deformation under 1000N from 1.73mm to 0,5mm and 0.35 respectively. LCP deformation under 1000N decreased from 2260.64d to 320.25µd and from 2260.64µd to 89.88d following filling of the bone defect with RCP or CPC-chitosan composite respectively. Bone deformation around the defect increased following treatment with RCP or CPC-chitosan composite. However bone deformation away from the defect remained unchanged. Maximum load within the elastic limit increased from 1008N to 8804N when the experimental defect was filled with chitosan composite. Conversely, construct deformation within the elastic limit decreased from 1.64mm to 1.26mm following treatment with RCP. Maximum load to construct failure increased from 1660N to 15187N and 11012N following bone defect repair with RCP or calcium phosphate cement-chitosan composite respectively. However, construct maximum deformation decreased from 5.4mm to 2.16mm when calcium phosphate cement-chitosan composite was used.
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L'intestin traumatique : de l'approche clinique à l'analyse biomécanique / Intestinal trauma : from clinical experience to biomechanical analysisBège, Thierry 19 December 2014 (has links)
Les lésions traumatiques de l’intestin sont responsables d’une part importante de la morbidité et de la mortalité consécutives aux lésions traumatiques abdominales. Elles sont pourtant mal connues. Les mécanismes à l’origine de ces blessures sont mal compris alors qu’un rôle paradoxalement négatif de l’usage de la ceinture de sécurité automobile est suspecté. En pratique clinique, le diagnostic précoce reste difficile, alors qu’une relation directe entre le délai diagnostic et le pronostic a été établi. Les règles de prise en charge thérapeutique ne sont pas consensuelles. Concernant la recherche, les quelques données de la littérature sur le comportement mécanique de l’intestin n’ont été obtenues qu’en condition quasi-statique ne reflétant pas les conditions d’un traumatisme. Le présent travail fait le lien entre données cliniques et travaux de recherche. Il apporte des connaissances pratiques sur un certain nombre de questions: quelles sont les situations à risque de chirurgie ? Comment se crée une lésion traumatique intestinale par décélération? Quelles sont les propriétés mécaniques de l’intestin qui dépendent de la cinétique du traumatisme ? Quelles sont les données anthropométriques et issues de l’imagerie médicale qui expliquent la variabilité de l’anatomie de l’intestin et de son mésentère ? Ces travaux serviront de base pour l’élaboration de modèles numériques d’hommes virtuels personnalisés et bio-fidèles utilisables dans le cadre de la traumatologie virtuelle. Ces outils de simulation numérique permettront de valider nos hypothèses sur le processus traumatique et participeront à l’amélioration des moyens de prévention de ces lésions traumatiques. / Traumatic injuries of the intestine are responsible for a significant proportion of the morbidity and mortality in blunt abdominal trauma. Nevertheless they are known very badly. The mechanisms involved are poorly understood despite the fact that a negative effect in the use of car seat belts is suspected. In clinical everyday practice, early diagnosis is often difficult, whereas a direct relationship between diagnosis delay and prognosis has been established. No consensus from academic society is available to help the therapeutic management. Regarding biomechanical research, the few data on the mechanical behavior of the intestine were obtained only in quasi-static condition and so does not reflect the conditions of trauma. The present work creates the link between clinical and research work. It provides practical knowledge on a number of questions: what situations are at risk of surgery? How intestinal injury occurs during traumatic deceleration? What are the mechanical properties of the intestine that depend on the velocity of trauma? What are the anthropometric data from medical imaging that explain the variability of the intestinal and mesenteric anatomy? This work constitutes the basis for the further development of numerical bio-faithful models of humans that could be used in virtual trauma applications. These numerical simulation tools will validate our assumptions about the traumatic process and will participate in the improvement of prevention means.
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Analyse morphologique et biomécanique des articulations scapulo-humérale et scapulo-thoracique / Morphologic and biomechanical analysis of the scapulo-humeral and scapulo-thoracic jointsOhl, Xavier 08 December 2014 (has links)
L'existence d'une lésion transfixiante de la coiffe des rotateurs est très fréquente dans la population générale avec une prévalence de près de 20%. Cette prévalence augmente avec l'âge tout comme l'existence de lésions asymptomatiques. Comment explique-t-on l'existence de lésions tendineuses qui ne provoquent pas de symptômes ?Le rôle essentiel de la coiffe des rotateurs est de center la tête humérale en face de la glène pour permettre une action optimale du deltoïde. Cette action de centrage est toujours possible en cas de lésion du supra-spinatus et l'épaule peut conserver une fonction satisfaisante à condition que l'équilibre soit conservé entre la coiffe antérieure (Sub-Scapularis) et la coiffe postérieure (Infra-Spinatus et Teres Minor). Comment expliquer alors que des lésions, même petites du supra-épineux peuvent-être à l'origine d'une impotence fonctionnelle de l'épaule ?Il existe une réelle dissociation anatomo-clinique des ruptures de la coiffe des rotateurs et l'expression clinique des lésions de la coiffe est multifactorielle et inconstante. Elle dépend de la taille de la lésion et de son évolutivité, de l'existence d'une bursite sous-acromiale et de l'existence d'une tendinopathie du long biceps.La comparaison de sujets symptomatiques et de sujets asymptomatiques présentant une rupture de coiffe a permis de pointer du doigt l'importance des muscles péri-scapulaires dans la compréhension du retentissement des lésions de coiffe des rotateurs. En effet, ces muscles péri-scapulaires ont pour fonction d'orienter la scapula et la glène lors des mouvements du bras. Lorsque ceux-ci sont altérés, les anomalies d'orientation de la scapula sont appelés dyskinésies scapulaires.Lors de précédents travaux, nous avons étudié la faisabilité d'étude pseudo-cinématique de la scapula par rapport au thorax lors d'un mouvement d'élévation du bras à l'aide de stéréoradiographies basse-dose EOS®. Cependant cette technique basée sur la localisation de points précis de la scapula sur les différentes vues radiographiques s'est montrée peu reproductible et difficile à utiliser en routine clinique.L'objectif de ce travail de Thèse était tout d'abord d'optimiser cette technique d'analyse prometteuse et peu-irradiante afin d'obtenir une analyse fonctionnelle quantitative fiable et reproductible de la scapula. Ensuite, nous avons souhaité utiliser cette technique in-vivo, sur une cohorte de sujets pour évaluer le comportement de la scapula dans différentes situations pathologiques. / Existence of a full thickness rotator cuff tear is really common in the general population with prevalence near 20%. This prevalence increases with age as the existence of asymptomatic cuff tear. How can we explain that tendinous injuries do not cause symptoms?The essential action of the rotator cuff is to center the humeral head in front of the glenoid cavity in order to enable a maximal action of the deltoid muscle. This centering action is still possible in case of supra-spinatus tendon tear and the shoulder can keep a satisfying function if equilibrium is conserved between the anterior cuff (Sub-scapularis muscle) and the posterior cuff (Infra-spinatus and Teres Minor muscles). How can we explain that supra-spinatus tears, even small, can induce functional impairment of the shoulder?There is a real dissociation between anatomy and clinic for the rotator cuff tears and the clinical expression of cuff tears is multifactorial and variable. It depends of the size of the tear and its evolution, of the existence of a sub-acromial bursitis and of the existence of a long head biceps tendinopathy.Comparison between symptomatic and asymptomatic subjects which present a rotator cuff tear permitted to show the importance of the periscapular muscles for the understanding of the rotator cuff tears. Indeed, the function of the periscapular muscles is to orientate the scapula and the glenoid during arm movements. When periscapular muscles are altered, there are anomalies in the scapular orientation which are called scapular dyskinesis.In previous works, we studied the feasibility of pseudo-kinematic studies of the scapula during arm elevation according to the thorax coordinate system derived from low-dose EOS® stereoradiographs. However, this method which was based on the location of specific scapular bony landmarks on each stereoradiographs, presented a low reproducibility and was difficult to use in clinical conditions.The aim of this Thesis was first to optimize this promising method In order to obtain a functional quantitative analysis of the scapula reliable and reproducible. Then, we would like to use this method in-vivo in order to assess the orientation of the scapula during arm elevation on pathologic subjects.
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Ein Werkzeug zur schnellen Konfiguration biomechanischer Simulationen in der ProduktentwicklungKrüger, Daniel, Wartzack, Sandro 26 September 2017 (has links) (PDF)
Aus Punkt 1:
"Neben der Funktionserfüllung und den Kosten ist der wirtschaftliche Erfolg eines Produktes nicht zuletzt dadurch gegeben, wie gut es den Wünschen, Bedürfnissen und Fähigkeiten seiner Nutzer entspricht. Zwischen Nutzer und Produkt existieren vielfältige Wechselwirkungen, die erfasst und verstanden werden müssen, um Produktkonzepte hinsichtlich der oben genannten Kriterien bewerten und optimieren zu können. Die Philosophie der menschzentrierten Produktentwicklung (MZP) besteht folglich darin, in allen Phasen der Produktentwicklung konsequent das Gesamtsystem bestehend aus Nutzer, Produkt und Umwelt zu betrachten."
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Estudo de parâmetros biomecânicos na marcha e limiares somato-sensoriais em pacientes portadores da neuropatia diabética. / Study of biomechanics parameters in gait analysis and somatic sensorial thresholds of the diabetic neuropathic patientsIsabel de Camargo Neves Sacco 03 December 1997 (has links)
O presente estudo, através de metodologia sistematizada envolvendo testes eletrodiagnósticos e avaliações dinâmicas da marcha, objetivou analisar e interpretar parâmetros biomecânicos e eletrofisiológicos relacionadas à neuropatia diabética durante a marcha. Analisou e interpretou-se parâmetros temporais, de distribuição da pressão plantar e força reação do solo, adquiridos através de um equipamento específico para tal fim para três grupos experimentais. Analisou-se parâmetros da eletrofisiologia indicadores de respostas somato-sensoriais: cronaxia sensitiva e tolerância à dor em regiões anatomicamente determinadas da superfície plantar. Com tais parâmetros, buscou-se definir os padrões da marcha de indivíduos neuropatas ou não, para intervir de forma mais complexa na descrição e interpretação da doença. Investigou-se relações de dependência entre as variáveis dinâmicas e as eletrofisiológicas como forma de entender outros fatores intervenientes na etiologia das lesões decorrentes, bem como nas alterações compensatórias dinâmicas na marcha desses pacientes, alterações essas que são bilaterais e necessárias para a adaptação devido ao déficit sensorial decorrente da neuropatia. Apesar de não ter sido observada correlação entre estas variáveis, vale ressaltar que esse relacionamento torna-se cada vez mais importante para a compreensão da doença e interpretação de suas diferentes respostas adaptativas na avaliação do comportamento da marcha humana / The purpose of this study is to investigate electrophysiological parameters related to diabetic neuropathy and biomechanical parameters during gait, by systemized methodology, including electrodiagnostic tests and dynamic gait evaluation. We have analysed temporal aspects during stance phase, plantar pressure distribution, and ground reaction forces, acquired by an specific equipment in three experimental groups. We also have studied electrophysiological parameters related to somatic sensorial responses, like sensitive cronaxie and pain tolerance threshold, in some specific anatomical areas of plantar surface. Within these parameters, we searched for defined gait patterns in neuropathic diabetic patients, as well as in diabetic patients without neuropathy, to intervene in a more complex description and interpretation of the disease. We also looked for some relations of dependency between dynamic and electrophysiological variables as a contribution to the better undestanding of the disease ethiology and dynamic compensatory mechanisms in pathological gait. These compensatory mechanisms are usually bilateral, because it is a way of adapting to the sensorial deficit due to the neuropathy. Although there are no observed correlation between these variables, it is good to emphasize that such relationship becomes gradually more important to the understanding of the disease and the interpretation of its different adaptative reactions in human locomotion
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