EVALUATION OF A BONE REINFORCEMENT TECHNIQUE USING FINITE ELEMENT ANALYSIS

Objectives: To compare the results of a simulated fall on the greater trochanter in the proximal portion of a synthetic femur before and after femoral reinforcement with tricalcium phosphate bone cement (TP) and polymethyl methacrylate (PMMA), using finite element analysis (FEA). Methods: Using two synthetic proximal femurs, a FEA simulating a fall on the greater trochanter was performed, using the Bi-directional Evolutionary Structural Optimization (BESO) program. For this analysis, the femurs were filled with TP and PMMA after perforations were created in the trochanteric region and neck. The results were compared with the strength values obtained from testing the control specimen, a synthetic bone without reinforcement. Results: FEA showed a value of 600 N prior to reinforcement. After cementing with PMMA, the load increased by 57.5% (945 N), and by 53% (920 N) after cementing with TP. Conclusion: Synthetic femurs gained resistance to fracture-causing forces in a simulated fall on the trochanter after bone reinforcement with PMMA and TP. Level of Evidence III; Experimental study. RESUMO Objetivos: Avaliar, com o método de elementos finitos (EF), os resultados obtidos com a simulação de queda sobre o trocanter maior, usando a porção proximal de um fêmur sintético, com a finalidade de comparar os valores obtidos antes e após técnica de reforço femoral com cimento de fosfato tricálcico (FT) e polimetilmetacrilato (PMMA). Métodos: Utilizando dois fêmures proximais sintéticos, foi realizada a análise de elementos finitos, simulando queda sobre o trocanter maior com o programa Bi-directional Evolutionary Structural Optimization (BESO). Para essa análise, os fêmures foram preenchidos, após a realização de pertuitos na região trocantérica e no colo, com FT e PMMA e os resultados foram comparados com a força obtida na análise do corpo de prova controle, osso sintético sem preenchimento. Resultados: Comparando a análise de elementos finitos antes do reforço femoral, obteve-se o valor de 600 N. Depois da cimentação com PMMA, foi observado um aumento na carga máxima da ordem de 57,5% (945 N) e de 53% (920 N) com o FT. Conclusão: Os fêmures sintéticos ganharam resistência aos fatores causadores de fratura em queda simulada sobre o trocanter depois do reforço ósseo com PMMA e cimento de FT. Nível de Evidência III; Estudo experimental.