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Análisis de las propiedades de bio-lubricantes del taladrado de un diseño innovador de tornillo cinético bioactivo en hueso

Autores: Andreucci, Carlos Aurelio; Fonseca, Elza M. M.; Jorge, Renato N.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Análisis de las propiedades de bio-lubricantes del taladrado de un diseño innovador de tornillo cinético bioactivo en hueso


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Biotribología
Fricción
Desgaste
Lubricación
Sistemas biológicos
Sangre

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La biotribología se aplica para estudiar la fricción, el desgaste y la lubricación de sistemas biológicos o fenómenos naturales bajo movimiento relativo en el cuerpo humano. Es un campo multidisciplinario y los procesos tribológicos impactan todos los aspectos de nuestra vida diaria. Los procesos tribológicos pueden ocurrir después de la implantación de un dispositivo artificial en el cuerpo humano con una amplia variedad de interfaces de deslizamiento y fricción. La sangre es un bio-lubricante natural que experimenta un flujo laminar a las velocidades de tornillo más bajas asociadas con la perforación de implantes en el hueso, siendo un fluido viscoelástico con características viscosas y fluidas. La viscosidad proviene del plasma sanguíneo, mientras que las propiedades elásticas son resultado de la deformación de los glóbulos rojos. En este estudio, se presentan los parámetros de perforación de acuerdo con las propiedades del material obtenidas mediante Análisis de Elementos Finitos. Se demuestra la influencia de la sangre en la fricción resultante entre las superficies y se correlaciona con consecuencias mecánicas y biológicas, identificando un enfoque innovador para obtener un nuevo parámetro de lubricación para el análisis de perforación en hueso. El parámetro de lubricación (HN) encontrado dentro de las limitaciones de las condiciones utilizadas en este estudio es 10.7 x 10 tanto para el hueso cortical (D1) como para el hueso esponjoso (D4). Un análisis termo-estructural de las densidades del hueso blando (D4) y del hueso duro (D1) muestra diferencias solo en los valores de tensión equivalente debido a las diferencias en los respectivos módulos de Young. Las ocurrencias naturales de la sangre como lubricante en las perforaciones de tornillo en hueso están poco investigadas en la literatura y sus efectos son fundamentales en la oseointegración. Este trabajo tiene como objetivo elucidar la relevancia del estudio de la sangre como lubricante en la perforación y atornillado de implantes en hueso a velocidades más bajas.

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