Análise de elementos finitos com diferentes métodos de fixação de placas bloqueadas visando tratamento de fratura

VirtualCAE
22/04/2025
Blog
Método dos Elementos Finitos, Ortopedia, Placas Bloqueadas
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A análise de elementos finitos (FEA) é uma ferramenta valiosa para estudar diferentes métodos de fixação de placas bloqueadas no tratamento de fraturas. Essa abordagem permite simular o comportamento mecânico de dispositivos de fixação, avaliando a eficácia e a segurança dos diferentes métodos de tratamento. Esse método computacional aplicado nos garante uma variedade de otimizações, sendo a principal:

Métodos de Fixação de Placas Bloqueadas

As placas bloqueadas são utilizadas para estabilizar fraturas ósseas e podem incluir diferentes configurações, tais como:

Placas dianteiras (anterior)
Placas posteriores
Placas de ângulo contido

Cada tipo de placa tem características específicas que podem influenciar sua eficácia no tratamento de fraturas.

O grande objetivo de utilizar o FEA consiste em:

1° Avaliar o estresse e a distribuição de carga: A análise permite visualizar como as forças são distribuídas ao longo da placa e como isso afeta o osso.

2°Identificar pontos de falha: O FEA pode ajudar a identificar regiões de alta tensão que podem levar a falhas no dispositivo ou na fratura.

3°Comparar diferentes designs: Métodos alternativos de fixação podem ser comparados para determinar qual oferece a melhor estabilidade e menor risco de complicações.

As simulações são fiéis à realidade pois são criados modelos em 3D das estruturas ósseas e das placas, como também é inserido o material de composição dos componentes com todas as suas propriedades mecânicas e por fim as condições de contorno que representam as cargas submetidas nesses elementos são consideradas, o que garante uma boa representação do sistema real.

Com isso, pode-se realizar as seguintes análises:

Análise estática: Avalia o comportamento sob cargas constantes, como peso corporal ou força aplicada.
Análise dinâmica: Considera forças variáveis e impactos, importantes para situações como quedas ou movimentos bruscos.
Análise de fadiga: Avalia a durabilidade dos materiais ao longo do tempo, considerando ciclos de carga repetidos.

Resultados da Análise

Distribuição de tensões: O FEA pode mostrar onde ocorrem as tensões máximas, ajudando a otimizar o design da placa.
Deslocamentos: A análise pode revelar como as placas se deformam sob carga, importante para entender a estabilidade da fratura.
Fenômenos de contato: Permite estudar as interações entre a placa e o osso, contribuindo para melhorar a adesão e a resistência.

Uma outra grande vantagem é a possibilidade de comparar os métodos de fixação em termos de:

Rigidez: A capacidade de resistir a deformações sob carga.
Estabilidade ao longo do tempo: A eficácia da fixação durante o processo de cicatrização do osso.
Facilidade de remoção: Importante para considerar a necessidade de cirurgia adicional.

A análise de elementos finitos fornece informações valiosas sobre diferentes métodos de fixação de placas bloqueadas para fraturas. Com a capacidade de modelar e prever o comportamento mecânico, a FEA permite otimizar as estratégias de tratamento, melhorar a segurança dos pacientes e potencialmente reduzir complicações. Isso é essencial para avançar no campo da ortopedia e na engenharia de dispositivos médicos. O uso de tecnologias emergentes, como inteligência artificial e machine learning, pode aumentar a precisão das previsões da FEA, permitindo um design de dispositivos ainda mais eficiente e adaptado às necessidades individuais dos pacientes.

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