Estudo experimental das propriedades elásticas de ossos trabeculares utilizando ensaios mecânicos computacionais e microtomografia por raios-X

Abstract

DEDICATÓRIADedico este trabalho primeiramente a Deus por me mostrar que deve haver muita humildade, paciência e perseverança nos caminhos a trilhar.À minha mãe Cecília Hakme, com muito amor, carinho e admiração, por todo seu apoio na caminhada para a execução dos meus projetos de pesquisa científica pois sem a sua confiança e afeto não teria chegado aonde cheguei.À minha irmã Milena Hakme e ao meu cunhado Toni Sanches pelo amor, carinho, admiração e por toda a ajuda emocional nos momentos conturbados.A toda minha família, que sempre acreditou no meu potencial e, em especial, ao meu pai Alício e sua esposa Isabel e à minha irmã Larissa.Aos meus avós, paternos e maternos, e à minha tia Catarina Hakme, (in memorian), que contribuíram para o homem que me dediquei a ser. Ao meu amigo Uziel Paulo da Silva e sua esposa Rafaela Fernades pela real amizade e por todos os esclarecimentos e discussões ao longo do doutorado. AGRADECIMENTOSÀ minha amiga e companheira por anos Thalita Alves por todo seu amor, respeito, simplicidade e companheirismo; Á minha família canadense, Paula Steinberg, Gerry Guy, Jaxen Guy e Jordhynn Guy, que me hospedou com tanto apreço e carinho durante meu doutorado sanduíche em Calgary.Aos meus amigos pós-graduandos Ana Elisa, Lucas Freitas, Gabriel da Rocha, Flávio Ferraz, Jéssica Bastos, Vitor Basso, Paula Baravieira, Michelli Bersanetti, Thiago Figueira e Jaqueline Crusca por todo companheirismo. EPIGRAFE"O ser humano vivência a si mesmo, seus pensamentos como algo separado do resto do universo -numa espécie de ilusão de ótica de sua consciência. E essa ilusão é uma espécie de prisão que nos restringe a nossos desejos pessoais, conceitos e ao afeto por pessoas mais próximas. Nossa principal tarefa é a de nos livrarmos dessa prisão, ampliando o nosso círculo de compaixão, para que ele abranja todos os seres vivos e toda a natureza em sua beleza. Ninguém conseguirá alcançar completamente esse objetivo, mas lutar pela sua realização já é por si só parte de nossa liberação e o alicerce de nossa segurança interior." Ossos trabeculares possuem uma microestrutura porosa e podem ser modelados como um sólido elástico linear, heterogêneo e anisotrópico. A microtomografia tridimensional por raios-x (µCT) tem sido mundialmente utilizada para a caracterização de osso trabecular em pesquisas relacionadas à qualidade óssea e a doenças do metabolismo ósseo como a osteoporose. Na literatura existem poucas investigações sobre a influência de diferentes subvolumes amostrais na caracterização de propriedades mecânicas de osso trabecular humano através de µCT e ensaio mecânico computacional pelo método de Elementos Finitos. Nesta investigação doze vértebras humanas da região lombar foram utilizadas para a caracterização das propriedades mecânicas do osso trabecular através de µCT e modelagem computacional por elementos finitos. Uma amostra cúbica virtual com 18,5 mm de lado foi extraída de cada vértebra e quatro cubos menores centrais foram obtidos a partir dela com reduções de 20%, 40%, 60%, 80% do volume original d...