Development of a methodology for bioengineering analysis of compact bones with surface remodeling using 3D boundary element method in transversely isotropic media / Desenvolvimento de uma metodologia para analise de bioengenharia em ossos compactos com remodelagem superficial pelo metodo dos elementos de contorno 3D em meios transversalmente isotropicos

AUTOR(ES)

Pedro Yoshito Noritomi

DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Este trabalho mostra o desenvolvimento de uma metodologia para análise de problemas de bioengenharia, aplicando modelagem numérica elastostática de tensões e deformações, baseada no método dos elementos de contorno com formulação 3D para meios transversalmente isotrópicos lineares, incluindo a capacidade de simulação do comportamento de remodelagem óssea superficial. A implementação do núcleo transversalmente isotrópico sobre a estrutura básica de análise por elementos de contorno 3D utilizou a solução fundamental proposta por Pan &Chou e revisada por Loloi, tendo exigido o cálculo adicional das soluções fundamentais de força de superfície a partir da derivação das soluções fundamentais de deslocamento. O modelo de remodelagem óssea superficial baseou-se na hipótese de estímulo biológico por campo de deformação, partindo de um modelo 2D, adaptado para o espaço 3D com o uso de deformações principais como grandezas de referência. As implementações foram testadas através de análises numéricas de problemas com solução analítica e validações com resultados de aplicações comerciais baseadas em elementos finitos, para problemas padrão de engenharia, bem como comparações com resultados da literatura para problemas de bioengenharia. A análise dos resultados mostrará que, tanto a metodologia quanto as implementações são funcionais, oferecendo uma base sólida para desenvolvimento e teste de novas soluções de bioengenharia

ASSUNTO(S)

bioengineering ossos - crescimento boundary element analysis ossos - remodelagem bone surface bone remodelling transversely isotropic material bioengenharia metodos de elementos de contorno

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