Saudações amigos leitores deste blog!
Apesar de ser um artigo um tanto antigo, para os padrões da tecnologia aplicada, publicado pela revista Applied Computing Engineering em novembro de 2002, portanto com 9 anos, achei interessante sua leitura para entender um pouco a visão e as dificuldades dos engenheiros sobre os fenômenos biológicos que culminam nas ferramentas que tanto gostamos de divulgar neste site.
O autor é Paulo R. Fernandes do Instituto de Engenharia Mecânica de Lisboa-Portugal, ao qual fazemos nossas reverências.
O osso é um material celular que adapta a sua estrutura às solicitações mecânicas a que está sujeito. Neste artigo, apresenta-se um modelo computacional para caracterizar a distribuição da densidade relativa e a orientação do osso trabecular, simulando o processo de adaptação. Considerando o osso como um material celular de densidade variável e utilizando técnicas de optimização estrutural, a distribuição de densidade e orientação são obtidas pela minimização de uma função dependente da rigidez e da massa total de osso.
Os resultados obtidos refletem as características morfológicas observadas no fêmur real. A utilização de um critério de cargas múltiplas, mostra-se também fundamental para a obtenção de resultados mais próximos da realidade.
A utilização de uma função objetivo que combina fatores mecânicos com fatores biológicos permite um aumento ou diminuição da massa dependendo diretamente das cargas sem impor limites. Este fato é uma evolução em relação aos métodos de otimização de topotolia com um volume de material imposto. O fator beta que reflete o custo biológico de formação do osso tem uma influência decisiva no volume total do osso. Este fator pode ser generalizado a uma função de diversos fatores tais como doença, estado hormonal ou idade.
O modelo apresentado neste artigo é uma contribuição para a compreensão do mecanismo e remodelação óssea devido às alterações de carregamento. Logo, poderá ser útil no desenvolvimento de ferramentas computacionais para a análise de projetos de próteses ortopédicas. De fato, na presença de um implante a distribuição da força é alterada e o osso deixa de ser solicitado da mesma forma, levando à absorção óssea. Com o objetivo de estudar este fenômeno , este modelo tem vindo a ser aplicado ao estudo da prótese total da articulação da anca.
Para ver o artigo em pdf, clique aqui.
Boa leitura e boas idéias para pesquisa!
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