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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.82.2017.tde-17102017-122506
Document
Author
Full name
Jairo Brandão
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 1997
Supervisor
Committee
Paulin, José Baptista Portugal (President)
Cliquet Junior, Alberto
Volpon, José Batista
Title in Portuguese
Módulo de elasticidade de ossos corticais: revisão e otimização da metodologia para ossos longos
Keywords in Portuguese
Ensaio de flexão
Ensaio de flexão em três pontos
Módulo de elasticidade
Osso cortical
Abstract in Portuguese
Neste estudo fez-se um levantamento dos valores publicados para o Módulo de Young de amostras de osso cortical, oriundas de diferentes espécies e de ossos que desempenham diferentes funções. Os valores encontrados estão bastante dispersos e, procurando a causa da dispersão, encontrou-se inúmeros fatores. Destacaram-se os mais citados na literatura: velocidade de aplicação da carga; direção em que se ensaia a amostra; porosidade, mineralização e densidade; tamanho das amostras; posição das amostras no osso e microestrutura do osso. Concluiu-se que para o osso cortical, a maior causa da variabilidade no Módulo de Young se deve à orientação das fibras colágenas. Trabalhos mais recentes afirmam que amostras com estrutura plexiform apresentam maiores valores para o Módulo de Young que amostras com estrutura osteonal. Construiu-se um dispositivo (suporte das amostras) adequando-o à norma ASTMD790M86ε1 com a finalidade de otimizar o ensaio de flexão em três pontos. Os aspectos relevantes da construção foram: distância entre os apoios e forma cilíndrica tanto para os apoios como para a cabeça da cruzeta. Na parte experimental, coletou-se 200 amostras de osso cortical de cinco tíbias bovinas, sendo a medida de cada amostra (2x4x40) mm, aproximadamente. Para a coleta e preservação das amostras tomou-se todos os cuidados preconizados como importantes. As amostras foram retiradas das faces anterior, posterior, lateral, medial, antero-lateral, antero-medial, postero-lateral e postero-medial das diáfises das tíbias num trecho situado entre 0,25L e 0,75L, medidos a partir da extremidade distai, onde L é o comprimento total da tíbia. O tamanho das amostras e as dimensões do suporte para o ensaio de flexão seguiram a norma ASTMD790M86ε1, indicada para ensaio de plásticos em flexão em três pontos. Com a otimização do ensaio de flexão em três pontos, chegou-se a valores de E compatíveis com os da literatura. Concluiu-se que os valores de E crescem das epífises para a diáfise e que os menores valores aparecem nas faces anterior e posterior das tíbias enquanto que os maiores valores aparecem nas faces lateral e medial.
Title in English
not available
Keywords in English
not available
Abstract in English
This study shows a survey of the published values for the Young's Modulus of cortical bone samples, from different species and from banes which perform different functions. The values found are very dispersed and, by several factors. The outstanding reasons, in the literature are: strain rate; direction in which the samples is tested; porosity; mineralization and density; sample size; sample position in the bone and the bone's microstructure. There is a conclusion that for the cortical bone, the greatest cause of variability in Young's Modulus is due to the orientation of the collagen fibers. Recent works state that plexiform samples show greater values for the Young's Modulus than osteonal samples. A rack to sustain the samples was built according to the ASTMD970M86ε1 Standards to optimize the three point bending test. The relevant aspects in the devices building were: the span between the supports and the supports and cross head cylindrical shapes. In the experimental part, 200 cortical bone samples were collected from 5 bovine tibiae, and each sample sizing (2x4x40) mm, approximately. For the samples collecting and embalming all the important cares were taken. The samples were collected from the anterior, posterior, lateral, medial, anterolateral, antero-medial, postero-lateral and postero-medial faces from diaphysis from tibiae in an area between 0.25L and 0.75L, measured from the distal extremity, where L is the total tibiae length. The sample sizes and the rack dimensions for the bending test followed the ASTMD970M86ε1 Standards, indicated for plastic tests in three point bending. With the three point bending optimizing, the E value found were like the ones in literature. We conclude that the E values enhance from the epiphysis to the diaphysis and that smallest values appear in the anterior and posterior tibiae faces, while the greatest values appear in the lateral and medial faces.
 
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Publishing Date
2017-10-17
 
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