ESTUDIO DE DISEÑO Y ANÁLISIS MECÁNICO DE PROTESIS TOTAL DE CADERA

Abstract

La ingeniería es un factor importante para la biomedicina, como se explica en el artículo (Glave, n.d.), el combinar la experiencia de la ingeniería con las necesidades médicas actuales con el fin de obtener beneficios en el cuidado de la salud, es fundamental para el desarrollo de la innovación y soluciones a problemas de alta complejidad que actualmente existen en Chile. . La ingeniería mecánica, entrega múltiples herramientas tecnológicas de diseño y fabricación que son aplicables al área de la artroplastia, donde permite mejorar la movilidad de la persona afectada a través de prótesis funcionales. La artroplastia total de cadera, en el último tiempo ha sufrido una baja en su popularidad, debido a múltiples fallas mecánicas que presentan las prótesis lo que deriva en situaciones dolorosas y traumáticas para el paciente. El presente proyecto tiene por finalidad realizar un estudio de diseño y análisis de fallas mecánicas en los biomateriales de las prótesis de reemplazo de cadera total. Para ello se ha llevado a cabo un estudio de los componentes que constituyen estas prótesis. En primer lugar, se ha realizado un estudio de construcción, funcionamiento y ubicación de la prótesis a evaluar. Por consiguiente, se realizó un estudio de los biomateriales que existen en la actualidad, para posteriormente realizar una elección adecuada del material cumpliendo con la funcionalidad de la prótesis. La elección del material fue en base a las restricciones que debe cumplir el material dependiendo de la parte de prótesis que estará destinada. Al añadir las restricciones se descartaron una gran cantidad de biomateriales. La elección se ha realizado mediante el software CES edupack. En el estudio se han seleccionado 3 materiales que cumplen con las restricciones establecidas, titanio, acero inoxidable y aleación de Co-Cr. Posteriormente a la elección, se procede a simular en software Inventor Autodesk la prótesis, para posteriormente someter estos 3 materiales a un análisis de elementos finitos (FEA) para evaluar el comportamiento que poseen frente a los esfuerzos que actúan en la prótesis, con la finalidad de comparar cada material y ver posibles fallas mecánicas con el objetivo de determinar un óptimo material que no sufra alguna falla mecánica a largo plazo, alargando la vida útil de la prótesis y dándole una mejor estabilidad y confort al paciente día a día. Finalmente se han obtenido las conclusiones respectivas del estudio dando la posibilidad de seguir en la investigación de innovar en las prótesis de reemplazo total de cadera.