Análise fotoelástica de parafuso de sistema de fixação vertebral / The photoelastic analisys of vertebral fixation system screws

RESUMO

INTRODUÇÃO: A fotoelasticidade é utilizada para avaliar as tensões/deformações produzidas nos materiais fotoelásticos, quando submetidos a determinado carregamento, através da observação de efeitos óticos. O desempenho do parafuso e as funções mecânicas estão diretamente relacionados com a qualidade da fixação dos parafusos nas vértebras. A fotoelasticidade é uma ferramenta importante para realizar estudos comparativos desta natureza. OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi comparar por meio da fotoelasticidade, as tensões internas produzidas pelo parafuso com 6 mm de diâmetro externo, quando submetido a duas diferentes forças de arrancamento. MATERIAIS E MÉTODOS: Para isso, foram confeccionados quatro modelos fotoelásticos. A simulação foi realizada utilizando duas forças de arrancamento 0,75 e 1,50 kgf. As tensões cisalhantes foram calculadas nos 19 pontos em torno dos parafusos, utilizando o método de compensação de Tardy. RESULTADOS: Os valores das tensões cisalhantes foram maiores quando utilizada a força de arrancamento de 1,50 kgf. CONCLUSÃO: Assim sendo, o parafuso estará mais suscetível ao arrancamento com a aplicação de força de maior intensidade. De acordo com as análises realizadas verificamos também que o local de maior tensão cisalhante foi observado no pico das cristas, principalmente próxima às pontas dos parafusos, independente da força utilizada.

ABSTRACT

INTRODUCTION: The photoelasticity is used for assessing the tensions/deformations involved in photoelastic materials when submitted to a given load by the observation of optical effects. The screw performance and mechanical functions are directly associated to the quality of the screws fixation in the vertebrae. Photoelasticity is an important tool to perform comparative studies of this nature OBJECTIVE: The aim of this study was to compare, by using photoelasticity, internal stresses produced by the screw with an external diameter of 6 mm, when submitted to two different pullout strengths. MATERIALS AND METHODS: For this, four photoelastic models were produced. The simulation was conducted by using two pullout strengths 0.75 and 1.50 kgf. The maximum shear stresses were calculated on 19 points around the screws, using the Tardy compensation method. RESULTS: The values of maximum shear stress were higher with the load of 1.50 kgf. CONCLUSION: Thus, the screw will be more susceptible to pullout when heavier loads are applied. According to our analysis, we also found that the site with the highest maximum shear stress was found to be at the peak of creast, particularly near the tips of the screws, regardless of the load employed.