Influência do Raio de Curvatura e Tensões Residuais em Hastes de Implantes Pediculares na Coluna Vertebral

Abstract

Hastes pediculares são utilizadas em implantes na coluna vertebral com o objetivo de estabilizar e corrigir deformidades. Em diversas aplicações clínicas, as hastes são dobradas (conformação a frio) no momento da cirurgia, a fim de, por exemplo, fornecer ao paciente um bom alinhamento sagital. Entretanto, o teste normativo que avalia estes implantes (ASTM F1717-04) o faz numa configuração de haste reta (sem conformação). O presente trabalho buscaverificar a influência de tal dobra no estado de tensões da haste, que pode reduzir a vida útil do implante. Neste trabalho dois efeitos são avaliados: a influência de novas geometrias (pela variação de diferentes raios de curvatura) e a influência das tensões residuais provenientes da flexão. A influência da geometria foi averiguada por meio de modelagem em elementos finitos utilizando o software ANSYS Mechanical APDL. A influência das tensões residuais foi estimada a partir de um modelo simplificado, proposto por equilíbrio de momentos para uma haste de seção circular. Verificou-se que ambos os efeitos são influentes. Para os efeitos geométricos, quanto mais a haste se aproxima doponto de aplicação da força (por causa da conformação), menor a tensão trativa na parte posterior do implante. Para as tensões residuais o efeito é contrário, quanto maior o dobramento, maiores são as tensões trativas no mesmo local. Os resultados do presente trabalho apontam que seria benéfico o emprego de hastes pediculares pré-conformadas de forma que os processos de fabricação minimizem as tensões residuais presentes nestas.