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Título: Revisão teórica do uso de próteses cerâmicas na região femoral
Autor: Vasconcelos Filho, Elenilton Xavier de
Endereco Lattes do autor: http://lattes.cnpq.br/7369646269005456
Orientador: Araújo, Vinícius Dantas de
Endereco Lattes do orientador : http://lattes.cnpq.br/9752753965948564
Palavras-chave: Análise estrutura – Engenharia;Método dos elementos finitos;Quadril artificia;ZTA;Ti-6AI-4V
Data do documento: 10-Jul-2019
Abstract: The interaction of metallic biomaterials with the human body living tissue results in a metallic ions liberation by the organism. For a hip prosthesis, larger superficial contact is required, this liberation may even cause carcinogenic effects. It is intended to obtain a alternative material for the titanium alloy (Ti-6Al-4V), currently used in prosthesis, a structural analysis through the finite element method was performed, for comparative purposes, using the Zirconia Toughened Alumina (ZTA) ceramic, considering a human being weighing 60kg on a walk. From a initial geometry, that shows well defined stress concentration points, was verified that the maximum stress present in the prosthesis considering both materials shows very close values, 90MPa to the ZTA and 80MPa to the Ti-6Al-4V. Intending to decrease the maximum stress in the implant a new geometry was made, causing the decrease to 47MPa, in both materials. In this case, can be considered that the ZTA ceramic as good choice for replacement of the Ti-6Al-4V alloy, considering the chemical inertia and some mechanical properties of the ceramic.
Resumo: A interação dos biomateriais metálicos com o tecido vivo do corpo humano resulta em uma liberação de íons metálicos pelo organismo. No caso de uma prótese de quadril é necessário um contato superficial maior, de forma que essa liberação pode até causar efeitos carcinogênicos. Com o intuito de obter um material alternativo para a liga de titânio (Ti-6Al-4V) usada atualmente em próteses, realizouse uma análise estrutural pelo método dos Elementos Finitos, para fins comparativos, utilizando a cerâmica zircônia-alumina (Zirconia Toughened Alumina – ZTA) numa prótese de quadril, levando em consideração um ser humano de 60kg em uma caminhada. A partir de uma geometria inicial, que apresenta pontos de concentração de tensão bem definidos, foi verificado que a tensão máxima presente na prótese em relação aos dois materiais apresenta valores na ordem de 90MPa para a ZTA e 80MPa para o Ti-6Al-4V. Com a intenção de diminuir a tensão máxima no implante uma nova geometria foi criada visando menos concentradores de tensão, fazendo com que os valores máximos de tensão diminuíssem para aproximadamente 47MPa nos dois materiais. Nesse caso, pode-se considerar a cerâmica ZTA como uma boa alternativa para a substituição da liga de Ti-6Al-4V, levando em consideração a inércia química da cerâmica e algumas de suas propriedades mecânicas.
URI: https://repository.ufrpe.br/handle/123456789/2525
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