Tensões ósseas peri-implantares em implantes colocados justa e infra crestalmente

Este trabalho divide-se em duas partes distintas: uma longa e detalhada revisão bibliográfica acerca das temáticas anatomia peri-implantar, espaço biológico, osso alveolar, osteointegração, cone Morse e platform-switching e FEA (Finit Element Analisys) ; e um estudo sobre tensões peri-implantares em implantes do tipo cone Morse colocados infra e justa crestalmente. Foi possível concluir com este estudo laboratorial que os implantes colocados justacrestalmente apresentam melhores resultados biomecanicamente, ou seja, apresentam um menor volume de osso em tensão. Materiais e métodos: Foi realizada uma pesquisa bibliográfica na PubMed e Medline explorando os seguintes items: “osteointegração”, “saucerização”, “platform switching”, “cone Morse”, “osso alveolar”, “anatomina peri-implantar”, “espaço biológico”, “osteoclastos”, “osteoblastos”, “remodelação óssea”, “colocação de implantes justacrestalmente”, “colocação de implantes infra-crestalmente” e “análise de FEA”. Na bibliografia encontrada com as temáticas supra-citadas foi feita uma cuidadosa selecção de acordo com aquilo a que este trabalho se propunha. Simultaneamente, um modelo 3D de dois implantes, um de conexão externa hexagonal e outro de conexão interna do tipo cone Morse, exactamente iguais com exceção da já referida conexão, de 10mm de comprimento e 4mm de diâmetro, foram inseridos num bloco ósseo obtido através de uma CT e sujeitos a uma força axial de 150N e uma força oblíqua de 150N a 45º, tendo sido avaliados por uma análise de elementos finitos.

Thermal analysis during bone drilling using rigid polyurethane foams: numerical and experimental methodologies

Osteotomy or bone cutting is a common procedure in orthopaedic surgery, mainly in the treatment of fractures and reconstructive surgery. However, the excessive heat produced during the bone drilling process is a problem that counters the benefits of this type of surgery, because it can result in thermal osteonecrosis, bone reabsorption and damage the osseointegration of implants. The analysis of different drilling parameters and materials can allow to decrease the temperature during the bone drilling process and contribute to a greater success of this kind of surgical interventions. The main goal of this study was to build a numerical three-dimensional model to simulate the drilling process considering the type of bone, the influence of cooling and the bone density of the different composite materials with similar mechanical properties to the human bone and generally used in experimental biomechanics. The numerical methodology was coupled with an experimental methodology. The use of cooling proved to be essential to decrease the material damage during the drilling process. It was concluded that the materials with less porosity and density present less damage in drilling process. The developed numerical model proved to be a great tool in this kind of analysis. © 2016, The Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering.

Studio e ottimizzazione del processo di fabbricazione additiva (SLM) per applicazioni in ambito biomedicale: produzione di protesi e strutture reticolari

Il progetto di dottorato che verrà presentato in questa tesi è focalizzato sullo sviluppo di un metodo sperimentale per la produzione di protesi personalizzate utilizzando il processo di fabbricazione additiva di Selective Laser Melting (SLM). L’obiettivo è quello di definire una condizione di processo ottimizzata per applicazioni in ambito chirurgico che possa essere generalizzabile, ovvero che ne garantisca la riproducibilità al variare dell’anatomia del paziente e che rappresenti la base per estendere il metodo ad altre componenti protesiche. Il lavoro si è sviluppato lungo due linee principali, la cui convergenza ha permesso di realizzare prototipi di protesi complete utilizzando un solo processo: da una parte la produzione di componenti a massima densità per il raggiungimento di elevate resistenze meccaniche, buona resistenza ad usura e corrosione e controllo di tensioni residue e deformazione delle parti stampate. Dall’altra si sono studiate strutture reticolari a geometria e porosità controllata per favorire l’osteointegrazione della componente protesica post impianto. In questo studio sono stati messe a confronto le possibili combinazioni tra parametri di processo e sono state individuate le correlazioni con le proprietà finali dei componenti stampati. Partendo da queste relazioni si sono sviluppate le strategie tecnologiche per la progettazione e la produzione dei componenti. I test sperimentali svolti e i risultati ottenuti hanno dimostrato la fattibilità dell’utilizzo del processo SLM per la produzione di protesi personalizzate e sono stati fabbricati i primi prototipi funzionali. La fabbricazione di protesi personalizzate richiede, però, anche la progettazione e la produzione di strumentario chirurgico ad hoc. Per questo motivo, parallelamente allo studio della lega di Cromo Cobalto, sono stati eseguiti i test anche su campioni in INOX 316L. Anche in questo caso è stato possibile individuare una finestra operativa di processo che garantisse proprietà meccaniche comparabili, e in alcuni casi superiori, a quelle ottenute con processi convenzionali.

Evaluation of deambulation in a protected environment and in the public green in limb amputated subjects treated through a new osteointegration method

The limb amputation is one of the oldest surgical procedures performed and it still represents an event that drastically changes the life of an individual. Despite the technological progress, the difficulties related to the realization and daily use of the socket remain very common. Among the different technologies adopted in the prosthetic field, this project focused on the osseointegration technique. This technique consists in implanting a stem within the medullary canal of the amputated skeletal segment that extends outside the amputation stump with a prosthesis, later connected to the metal extension. The objective of this PhD project is to treat and to evaluate selected patients with osseointegrated prosthetic implants for the treatment of lower limb amputations. Patients are recruited at the Rizzoli Orthopaedic Institute and at the Prosthesis - INAIL center of Vigorso (Budrio) during outpatient visits, while the surgical procedure is performed by the same expert surgeon in the II Orthopaedic and Traumatology Clinic of the Rizzoli Orthopaedic Institute. The project is still ongoing, to date three patients had completed both procedures, but due to various personal problems, just one of them is included in the analysis. This patient increased his percentage of prosthesis use and the level of mobility with an overall improvement of quality of live after the procedure. The osseointegration technique represents a promising alternative method of treatment for amputees who are not satisfied with their socket prosthesis. In the coming years it will continue the collection of clinical, radiographic and kinematic data of subjects undergoing this procedure in order to perform a long-term monitoring of both clinical outcomes and quality of life.