Este trabalho avaliou, utilizando o Método dos Elementos Finitos, o comportamento mecânico em seis ensaios, quatro de flexo compressão com variação apenas no comprimento da haste de fixação, um de flexão ântero-posterior e um de flexão lateral, em um modelo tridimensional de fixador externo construído com auxílio do computador. Para a validação desses ensaios os mesmos testes também foram realizados na máquina universal de ensaio e depois comparados com o método dos elementos finitos. A rigidez no ensaio de flexão lateral obtida no método dos elementos finitos apresentou um valor 106% maior do que o obtido na máquina universal de ensaio, possivelmente por ocorrência de afrouxamento entre as partes adjacentes elo fixador externo no ensaio mecânico, e no ensaio de flexo compressão (número 1) a rigidez obtida pelo método dos elementos finitos foi 7,39% menor elo que a obtida na máquina universal de ensaio. No ensaio número 4 (flexo-compressão) os deslocamentos obtidos, correspondentes a aplicação de uma carga de 15,4 N, utilizando tanto o método dos elementos finitos como a máquina universal ele ensaio, divergiram em 8,5%. Já no ensaio número 5 (flexão ântero-posterior) a divergência foi de 0,9%, para os deslocamentos correspondentes a aplicação de uma carga de 14,4 N. O Métodos dos Elementos Finitos é um eficiente método para prever comportamento mecânico de estruturas complexas. / This work evaluates the mechanical behavior of an external device on a CAD (Computer Aided Design) 3D model in six tests, four of them of flexion-compression with a single variation of the external device stick length, one of longitudinal flexion and one of lateral flexion. They all were carried out applying the Method of the Finite Elements (MFE). For the comparison with the MFE the same mechanical testes were made. The stiffness achieved in the MFE showed a value 106% greater than that of the mechanical test. The test number one of flexion-compression showed a value 7,39% smaller in the MFE than that of the mechanical test. In the test number four (flexion-compression) the corresponding displacement after the application of a 15,4 N working stress showed a difference of 8,5%. The variation of the number five test was of 0,9% for the displacement after the application of a 14,4N working stress. The MEF showed efficient to evaluate the behavior of complex mechanical structures.

Sabe-se que a aplicação de carga influencia na consolidação óssea; e associada ao exercício podem reduzir o tempo de reparação óssea e a permanência com o fixador, que resultaria em muitas vantagens para a prática clínica. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do exercício em esteira, na consolidação da osteotomia na tíbia de coelhos, tratadas com fixador externo unilateral. O trabalho foi desenvolvido no laboratório de Bioengenharia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da USP, utilizando-se 16 coelhos machos adolescentes da raça Nova Zelândia, que foram submetidos a uma osteotomia transversa no terço médio da tíbia e colocação do fixador externo unilateral para fixá-la. Após o procedimento cirúrgico os animais foram divididos em dois grupos: sedentários com n = 10 e exercitados com n = 10 (submetidos a exercícios diários em esteira, com intensidade moderada, durante 10\'). Foi realizada uma avaliação radiográfica no pós-operatório imediato e a cada 10 dias até a oitava semana, quando os animais foram eutanasiados e suas tíbias retiradas e submetidas ao ensaio mecânico de torção. Na avaliação radiográfica observou-se um percentual maior de tíbias consolidadas, num período inferior a 40 dias no grupo exercitado, enquanto que os valores médios das variáveis mecânicas: torque máximo, deformação angular e energia absorvida até a ruptura, não representaram diferença estatística significativa para p menor e igual a 0,05, apesar de ser observada uma tendência para maiores valores de torque no grupo exercitado. Estes resultados sugerem que o exercício não influencia na velocidade e no padrão de consolidação da fratura neste estudo. / It is known that a load application affects bone healing and in association with exercises, it can reduce bone healing time and fixator permanence time, what would result in several advantages in clinical practice. This article is aimed to evaluate the exercises influence on healing in osteotomised tibiae of rabbits fixed unilateral external fixator. This research was developed in the Bioengineering Laboratory of Medical School of Ribeirão Preto - USP. Sexteen young male New Zealand rabbits were submitted to transverse osteotomy in the middle third of the tibia and fixed with unilateral external fixator. After the surgical procedure, animals were divided into 2 groups: sedentary (n = 10) and exercised (n = 10), being the last group submitted to dayly exercises on a mat for 10 minutes with moderate intensity. A radiographic control was made in the immediate post-operative period and every 10 days during the first 8 weeks. After that, animals were euthanized and their tibia were removed and submitted to a torsional test. For the exercised group, there was observed a larger percentage of healed tibia in a period shorter than 40 days in respect to the radiographic control. The means of mechanical variables (maximum torque, angular displacement and energy required to failure) have shown no significant statisticall difference for p less and equal a 0.05, although it was noticed a tendency to higher values of torque in the exercised group. These results suggest no influence of exercises in relation the speed of and fracture healing in this study.

Sabe-se que a aplicação de carga influencia na consolidação óssea; e associada ao exercício podem reduzir o tempo de reparação óssea e a permanência com o fixador, que resultaria em muitas vantagens para a prática clínica. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do exercício em esteira, na consolidação da osteotomia na tíbia de coelhos, tratadas com fixador externo unilateral. O trabalho foi desenvolvido no laboratório de Bioengenharia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da USP, utilizando-se 16 coelhos machos adolescentes da raça Nova Zelândia, que foram submetidos a uma osteotomia transversa no terço médio da tíbia e colocação do fixador externo unilateral para fixá-la. Após o procedimento cirúrgico os animais foram divididos em dois grupos: sedentários com n = 10 e exercitados com n = 10 (submetidos a exercícios diários em esteira, com intensidade moderada, durante 10\'). Foi realizada uma avaliação radiográfica no pós-operatório imediato e a cada 10 dias até a oitava semana, quando os animais foram eutanasiados e suas tíbias retiradas e submetidas ao ensaio mecânico de torção. Na avaliação radiográfica observou-se um percentual maior de tíbias consolidadas, num período inferior a 40 dias no grupo exercitado, enquanto que os valores médios das variáveis mecânicas: torque máximo, deformação angular e energia absorvida até a ruptura, não representaram diferença estatística significativa para p menor e igual a 0,05, apesar de ser observada uma tendência para maiores valores de torque no grupo exercitado. Estes resultados sugerem que o exercício não influencia na velocidade e no padrão de consolidação da fratura neste estudo. / It is known that a load application affects bone healing and in association with exercises, it can reduce bone healing time and fixator permanence time, what would result in several advantages in clinical practice. This article is aimed to evaluate the exercises influence on healing in osteotomised tibiae of rabbits fixed unilateral external fixator. This research was developed in the Bioengineering Laboratory of Medical School of Ribeirão Preto - USP. Sexteen young male New Zealand rabbits were submitted to transverse osteotomy in the middle third of the tibia and fixed with unilateral external fixator. After the surgical procedure, animals were divided into 2 groups: sedentary (n = 10) and exercised (n = 10), being the last group submitted to dayly exercises on a mat for 10 minutes with moderate intensity. A radiographic control was made in the immediate post-operative period and every 10 days during the first 8 weeks. After that, animals were euthanized and their tibia were removed and submitted to a torsional test. For the exercised group, there was observed a larger percentage of healed tibia in a period shorter than 40 days in respect to the radiographic control. The means of mechanical variables (maximum torque, angular displacement and energy required to failure) have shown no significant statisticall difference for p less and equal a 0.05, although it was noticed a tendency to higher values of torque in the exercised group. These results suggest no influence of exercises in relation the speed of and fracture healing in this study.

Este trabalho avaliou, utilizando o Método dos Elementos Finitos, o comportamento mecânico em seis ensaios, quatro de flexo compressão com variação apenas no comprimento da haste de fixação, um de flexão ântero-posterior e um de flexão lateral, em um modelo tridimensional de fixador externo construído com auxílio do computador. Para a validação desses ensaios os mesmos testes também foram realizados na máquina universal de ensaio e depois comparados com o método dos elementos finitos. A rigidez no ensaio de flexão lateral obtida no método dos elementos finitos apresentou um valor 106% maior do que o obtido na máquina universal de ensaio, possivelmente por ocorrência de afrouxamento entre as partes adjacentes elo fixador externo no ensaio mecânico, e no ensaio de flexo compressão (número 1) a rigidez obtida pelo método dos elementos finitos foi 7,39% menor elo que a obtida na máquina universal de ensaio. No ensaio número 4 (flexo-compressão) os deslocamentos obtidos, correspondentes a aplicação de uma carga de 15,4 N, utilizando tanto o método dos elementos finitos como a máquina universal ele ensaio, divergiram em 8,5%. Já no ensaio número 5 (flexão ântero-posterior) a divergência foi de 0,9%, para os deslocamentos correspondentes a aplicação de uma carga de 14,4 N. O Métodos dos Elementos Finitos é um eficiente método para prever comportamento mecânico de estruturas complexas. / This work evaluates the mechanical behavior of an external device on a CAD (Computer Aided Design) 3D model in six tests, four of them of flexion-compression with a single variation of the external device stick length, one of longitudinal flexion and one of lateral flexion. They all were carried out applying the Method of the Finite Elements (MFE). For the comparison with the MFE the same mechanical testes were made. The stiffness achieved in the MFE showed a value 106% greater than that of the mechanical test. The test number one of flexion-compression showed a value 7,39% smaller in the MFE than that of the mechanical test. In the test number four (flexion-compression) the corresponding displacement after the application of a 15,4 N working stress showed a difference of 8,5%. The variation of the number five test was of 0,9% for the displacement after the application of a 14,4N working stress. The MEF showed efficient to evaluate the behavior of complex mechanical structures.

O ultra-som de baixa intensidade tem demonstrado ser um recurso acelerador do processo de consolidação óssea em fraturas. Este estudo experimental investigou a influência da estimulação ultra-sônica de baixa intensidade no processo de reparo ósseo em fraturas de tíbias tratadas por meio de fixação flexível. O estudo foi desenvolvido no laboratório de Bioengenharia da FMRP da Universidade de São Paulo Campus de Ribeirão Preto, utilizando 20 coelhos machos adolescentes da raça Nova Zelândia, que foram submetidos a uma osteotomia no terço médio da tíbia e tratados com fixador externo unilateral. Após o procedimento cirúrgico os animais foram divididos em três grupos: controle com n = 7 (membro contralateral, não fixado), grupo controle lesão com n = 7 (fixados e mantidos em gaiolas) e grupo ultra-som com n = 7, que recebeu estimulação com equipamento de ultra-som de baixa intensidade (30mW/'CM POT.2') e ciclo de trabalho de 1/5. No final de 20 dias de tratamento suas tíbias foram retiradas e submetidas a ensaio mecânico de torção. Na avaliação das propriedades mecânicas torque máximo e rigidez, não foi observada diferença significativa (p '< OU =' 0,05) entre os grupos estimulados e controle lesão. Estes resultados sugerem que a estimulação ultra-sônica de baixa intensidade aplicada ao reparo de fraturas na presença de fixação flexível não influencia a velocidade e o padrão de consolidação da fratura / The low-intensity ultrasound has demonstrated to be an accelerator device on the process of recovering of bone fractures. This experimental study investigated the influence of the low-intensity ultrasound stimulation on the process of bone repairing of fractures of tibia treated with flexible fixator. The study was developed at the FMRP Bioengineering laboratory, of the University of Sao Paulo, campus of Ribeirao Preto, using 20 teenager male rabbits from the New Zealand breed which were subjected to an osteomy in the median third of the tibia and treated with an unilateral external fixator. After the surgical procedure the animals were divided into three groups: control with n = 7 (paw contralateral, not fixed), group control injury with n = 7 (fixed and kept in cages) and group ultrasound with n = 7, that received stimulation with low-intensity ultrasound equipment (30mW/'CM POT.2') and duty cycle 1/5. At the end of 20 days of treatment, their tibia were removed and subjected to a mechanical twist test. At the evaluation of the mechanical properties: maximum torque and hardness, it was not observed significant differences (p '< OU =' 0,05) among the stimulated groups and the control injury. These outcomes suggest that the low-intensity ultrasound applied for fractures healing in the presence of flexible fixation does not have influence on the velocity nor the standard of the fracture recovering

Made available in DSpace on 2016-04-28T20:18:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008 - Vinicius Villas Boas de Brito.pdf: 2268646 bytes, checksum: e949027c863bdba33b474d06d53aaebc (MD5) Previous issue date: 2008-08-29 / Six different frames of low cost external skeletal fixators used in veterinary orthopedics were submitted to mechanical evaluation of the axial compression. The apparatuses were separated in two different models, one with wooden connection bars (Pinnus ellioti) and another with PMMA (polymethylmethacrylate) connection bars. Tubes of polyvynil chloride (PVC) were used to simulate the bone model. Each model were respresented by frames elaborated in typo Ib configuration, with eight insertion pins (four per fragment/ two per connection bar in each fragment), 12 insertion pins (six per fragment/ three per connections in each fragment) and 16 insertion pins (eight per fragment/ four per connection bar in each fragment). We have employed a universal essay machine, model 4204, Instron, at a two cm/min speed to submit the models to axial compression force tests and thus calculate their stiffness, safety load and yield point. Within the results, stiffness increase with a higher number of insertion pins; significant difference between the two models of connection bars is not detected. Otherwise the strength necessary to promote a one milimeter displacement at the fracture gap (safety load) is higher at the wooden connection bars apparatuses; this value also increases if the number of fixation pins is elevated, except if we compare frames with 12 insertion pins (six per fragment/ three per connections in each fragment) and 16 insertion pins (eight per fragment/ four per connection bar in each fragment). The strength necessary to promote a permanent deformation at the apparatuses (yield point) do not show significant statistic difference. / Foram submetidos ? avalia??o mec?nica de compress?o axial seis diferentes conforma??es de fixadores esquel?ticos externos de baixo custo para aplica??o em ortopedia veterin?ria. Os aparelhos se diferenciavam em dois modelos, um com barras de conex?o de madeira (Pinnus ellioti) e outro com barras de conex?o de resina acr?lica autopolimeriz?vel. Foram utilizados tubos de policloreto de vinila (PVC) para simular os fragmentos ?sseos. Cada modelo possu?a aparelhos montados na configura??o tipo Ib, com oito pinos de inser??o (quatro por fragmento/ dois por barra de conex?o em cada fragmento), 12 pinos de inser??o (seis por fragmento/ tr?s por barra estabilizadora em cada fragmento) e 16 pinos de inser??o (oito por fragmento/ quatro por barra de conex?o em cada fragmento). Os corpos de prova foram submetidos ? for?a de compress?o axial pela m?quina de ensaio universal, modelo 4204, Instron, a velocidade de dois cm/min. Sendo mensurados a rigidez, carga m?xima de seguran?a e o ponto de escoamento. De acordo com os resultados, a rigidez aumenta de forma diretamente proporcional ao incremento no n?mero de pinos de inser??o; n?o ? observada diferen?a significativa entre os dois tipos de barras de conex?o. Por?m o valor de for?a necess?ria para causar um deslocamento de um mil?metro no foco de fratura (carga m?xima de seguran?a) ? mais elevado nos aparelhos com barras de conex?o de madeira; esse valor aumenta tamb?m com o incremento do n?mero de pinos de inser??o, excetuando-se quando se compara aparelhos com 12 pinos de inser??o (seis por fragmento/ tr?s por barra estabilizadora em cada fragmento) e 16 pinos de inser??o (oito por fragmento/ quatro por barra de conex?o em cada fragmento). J? os valores da for?a necess?ria para causar uma deforma??o permanente nos aparelhos (ponto de escoamento) n?o apresentaram diferen?a estatisticamente significativa.

Made available in DSpace on 2016-04-28T20:18:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008 - Carlos Otavio Jordao Moreira da Rocha.pdf: 1867760 bytes, checksum: 3392639adc640e871d82c97af23d8da8 (MD5) Previous issue date: 2008-08-29 / With the objective of testing the resistance and the biomechanical behavior of external fixators of low cost used in veterinary medicine, were created 6 prototypes la type manufactured from alternative materials, using as orthopedic implants, stainless steel screws 304 porous, and as stabilized bar the methacrylate resin or wood poles (Pinnus ellioti). The models of the fixators tested differ because they have 2, 3 or 4 implants per fractured segment. With the purpose of doing biomechanical evaluations that are closer to the real clinical situation, were selected 2 tubes of polyvinylchloride, commercially known as PVC, with 10 cm length, internal diameter of 1,27 cm and external diameter of 1,95, far 5 cm from each other, representing, this way, the bone bands and the focus of an unstable fracture. This kind of tube is like a long bone because it has an internal space that represents the medullar area and external walls that represent the two osseous cortical. To each external fixator model, were created 5 prototypes, which were submitted to mechanic tests to evaluate the axial compression strength. The device to evaluate the prototypes was the Instron model 4204, with a charge cell of 5 KN (Kilogram-Newton) and the speed of the axial compression was 2 cm/minute, according the rules ASTM D695-92. The values of rigidity, drainage point and maximum security charge were calculated, according to the methodology used by Willer et al., (1991) and by Falc?o (2004). The mechanical evaluation was done in the Instituto de Macromol?culas Elo?sa Mano in the Universidade Federal do Rio de Janeiro. We concluded that the models with the stabilized bar made of resin required a larger load than the models made of wood to suffer a plastic deformation. The model with 3 screws per segment of PVC tube and a resin stabilized bar showed to tolerate a higher weight than the others, before showing a plastic deformation, this way it s indicated to dogs that weight up to 26,5Kg with fractures in the thoracic limbs and for dogs that weight up to 44Kg that have fractures in the pelvic limbs. / Com objetivo de testar a resist?ncia e o comportamento biomec?nico de fixadores externos de baixo custo utilizados em medicina veterin?ria, foram criados 6 modelos de prot?tipos do tipo Ia confeccionados a partir de materiais alternativos, utilizando-se como implantes ortop?dicos parafusos de a?o inoxid?vel 304 porosos e totalmente rosqueados, e como barra estabilizadora a resina de metacrilato ou hastes de madeira (Pinnus ellioti). Os modelos dos fixadores testados ainda se diferenciam por apresentarem 2, 3 ou 4 implantes por segmento fraturado. Com a finalidade de realizar avalia??es biomec?nicas o mais pr?ximo poss?vel da situa??o cl?nica, optou-se pela escolha de 2 tubos de policloreto de vinila, comercialmente conhecido como PVC, apresentando 10 cm de comprimento, 1,27 cm de di?metro interno e 1,95 cm de di?metro externo, afastados 5 cm entre si, representando assim os fragmentos ?sseos e o foco de uma fratura inst?vel. Este tipo de tubo se assemelha a um osso longo por apresentar um espa?o interno que representa a ?rea medular enquanto que as paredes externas representam as duas corticais ?sseas. Para cada modelo de fixador externo foram criados 5 prot?tipos, submetidos a testes mec?nicos para avalia??o da for?a de compress?o axial. O aparelho para avalia??o dos prot?tipos foi o Instron modelo 4204, com c?lula de carga de 5 KN (Quilograma-Newton) e a velocidade da compress?o axial foi de 2 cm/minuto, seguindo as normas ASTM D695-91. Calculamos as cargas de rigidez, ponto de escoamento e carga de seguran?a m?xima. A avalia??o mec?nica foi realizada no Instituto de Macromol?culas Elo?sa Mano na Universidade Federal do Rio de Janeiro. Conclu?mos que os modelos com barra estabilizadora em resina necessitou de uma carga maior do que os modelos de madeira para sofrer deforma??o pl?stica. O modelo com 3 parafusos por segmento de tubo de PVC e barra estabilizadora de resina mostrou suportar maior peso que os demais, antes de apresentar uma deforma??o pl?stica, sendo indicado para c?es com peso corporal de at? 26,5 Kg portadores de fraturas nos membros tor?cicos e para c?es com peso de at? 44 Kg que apresentem fraturas nos membros p?lvicos.

O ultra-som de baixa intensidade tem demonstrado ser um recurso acelerador do processo de consolidação óssea em fraturas. Este estudo experimental investigou a influência da estimulação ultra-sônica de baixa intensidade no processo de reparo ósseo em fraturas de tíbias tratadas por meio de fixação flexível. O estudo foi desenvolvido no laboratório de Bioengenharia da FMRP da Universidade de São Paulo Campus de Ribeirão Preto, utilizando 20 coelhos machos adolescentes da raça Nova Zelândia, que foram submetidos a uma osteotomia no terço médio da tíbia e tratados com fixador externo unilateral. Após o procedimento cirúrgico os animais foram divididos em três grupos: controle com n = 7 (membro contralateral, não fixado), grupo controle lesão com n = 7 (fixados e mantidos em gaiolas) e grupo ultra-som com n = 7, que recebeu estimulação com equipamento de ultra-som de baixa intensidade (30mW/'CM POT.2') e ciclo de trabalho de 1/5. No final de 20 dias de tratamento suas tíbias foram retiradas e submetidas a ensaio mecânico de torção. Na avaliação das propriedades mecânicas torque máximo e rigidez, não foi observada diferença significativa (p '< OU =' 0,05) entre os grupos estimulados e controle lesão. Estes resultados sugerem que a estimulação ultra-sônica de baixa intensidade aplicada ao reparo de fraturas na presença de fixação flexível não influencia a velocidade e o padrão de consolidação da fratura / The low-intensity ultrasound has demonstrated to be an accelerator device on the process of recovering of bone fractures. This experimental study investigated the influence of the low-intensity ultrasound stimulation on the process of bone repairing of fractures of tibia treated with flexible fixator. The study was developed at the FMRP Bioengineering laboratory, of the University of Sao Paulo, campus of Ribeirao Preto, using 20 teenager male rabbits from the New Zealand breed which were subjected to an osteomy in the median third of the tibia and treated with an unilateral external fixator. After the surgical procedure the animals were divided into three groups: control with n = 7 (paw contralateral, not fixed), group control injury with n = 7 (fixed and kept in cages) and group ultrasound with n = 7, that received stimulation with low-intensity ultrasound equipment (30mW/'CM POT.2') and duty cycle 1/5. At the end of 20 days of treatment, their tibia were removed and subjected to a mechanical twist test. At the evaluation of the mechanical properties: maximum torque and hardness, it was not observed significant differences (p '< OU =' 0,05) among the stimulated groups and the control injury. These outcomes suggest that the low-intensity ultrasound applied for fractures healing in the presence of flexible fixation does not have influence on the velocity nor the standard of the fracture recovering