Análise por elementos finitos da influência que o coeficiente de atrito e o material do soquete exercem nas tensões da interface coto-prótese em amputação transfemoral

Abstract

Uma das principais dificuldades encontradas por usuários de próteses de membro inferior consiste na percepção de desconforto e dor no membro residual sobretudo em decorrência de um encaixe impróprio. Nesse contexto, simulações numéricas têm exercido papel fundamental na busca pela obtenção de encaixes de sucesso, contribuindo para uma maior compreensão acerca da estrutura biomecânica de soquetes e para aprimoramentos da fabricação tradicional. O presente trabalho analisou a influência do coeficiente de atrito e do material do soquete na durabilidade do componente protético e no conforto para o usuário. Por meio do Método de Elementos Finitos e com base em dados reais, foram realizadas simulações para prever as pressões atuantes na interface entre o membro remanescente e o soquete de um indivíduo com amputação transfemoral durante o ciclo da marcha. Para tanto, foram criados modelos tridimensionais das geometrias do coto, do fêmur e do soquete, a partir de escaneamento e de modelos já consolidados. Os esforços atuantes na articulação do quadril foram calculados por dinâmica inversa, a partir dos valores da força de reação do solo e de dados de captura de movimento. Diferentes materiais e coeficientes de atrito foram testados no soquete, de forma que a configuração ótima foi analisada em termos da integridade estrutural do encaixe para carregamentos cíclicos e da distribuição de pressões de contato e tensões cisalhantes. Dentre os materiais investigados para o soquete, a fibra de carbono apresentou maior durabilidade, ao passo que induziu um aumento de 4,3% na máxima pressão de contato

em relação aos termoplásticos. No que se refere ao coeficiente de atrito na interface coto- prótese, incrementos progressivos reduziram as pressões de contato e aumentaram as tensões

tangenciais, de forma que valores entre 0,5 e 0,8 aparentaram melhores relações custo × benefício. A importância de considerar os níveis de atividade do indivíduo para projeto do soquete também foi observada. Assim, em vista da necessidade da realização de projetos específicos para cada paciente, voltados às suas necessidades e características individuais, buscou-se reforçar o potencial do método como ferramenta de uso clínico. A possibilidade de simular a interação entre o soquete e o membro quantas vezes forem necessárias sem envolver as etapas de fabricação e prova torna o processo menos desgastante para o paciente e menos laborioso para o profissional, além de permitir a realização de projetos mais confiáveis e com melhores adaptações aos estilos de vida de cada usuário, buscando soluções que proporcionem mais conforto e resistência.