El Análisis Biomecánico de Implantes Tibiales Utilizando Métodos Sin Malla: Análisis de Estrés y Remodelación del Tejido Óseo
Autores: Pais, Ana; Moreira, Catarina; Belinha, Jorge
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
El Análisis Biomecánico de Implantes Tibiales Utilizando Métodos Sin Malla: Análisis de Estrés y Remodelación del Tejido Óseo
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Artroplastia total de rodilla
Procedimientos quirúrgicos
Osteoartritis
Prótesis de rodilla
Análisis computacional
Remodelación ósea
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La artroplastia total de rodilla (ATR) se destaca como uno de los procedimientos quirúrgicos más utilizados, estableciéndose como el método preferido para abordar la osteoartritis avanzada de la rodilla. Sin embargo, las prótesis de rodilla actuales requieren soluciones de diseño refinadas. Este trabajo de investigación se centra en un análisis computacional tanto del comportamiento mecánico de un implante de articulación de rodilla como del proceso de remodelación ósea en la tibia tras la implantación. Este estudio de investigación profundiza en cómo parámetros de diseño específicos, particularmente la geometría del vástago, impactan el rendimiento de la prótesis. Utilizando una tomografía computarizada de una tibia, se simularon varias configuraciones de ATR para realizar análisis empleando técnicas de discretización avanzadas, como el método de elementos finitos (FEM) y el método de interpolación radial (RPIM). Los hallazgos revelan que la introducción del implante conduce a un aumento marginal en los valores de estrés dentro de la tibia, acompañado de una reducción en los valores del campo de desplazamiento. La inserción del implante más largo probado aumentó el estrés máximo de 5.0705 MPa a 6.1584 MPa, lo que llevó a una reducción del desplazamiento de 0.016 mm a 0.0142 mm. Finalmente, al combinar el FEM con un algoritmo de remodelación ósea, se simuló el proceso de remodelación ósea de la tibia debido a la inserción de un implante.
Descripción
La artroplastia total de rodilla (ATR) se destaca como uno de los procedimientos quirúrgicos más utilizados, estableciéndose como el método preferido para abordar la osteoartritis avanzada de la rodilla. Sin embargo, las prótesis de rodilla actuales requieren soluciones de diseño refinadas. Este trabajo de investigación se centra en un análisis computacional tanto del comportamiento mecánico de un implante de articulación de rodilla como del proceso de remodelación ósea en la tibia tras la implantación. Este estudio de investigación profundiza en cómo parámetros de diseño específicos, particularmente la geometría del vástago, impactan el rendimiento de la prótesis. Utilizando una tomografía computarizada de una tibia, se simularon varias configuraciones de ATR para realizar análisis empleando técnicas de discretización avanzadas, como el método de elementos finitos (FEM) y el método de interpolación radial (RPIM). Los hallazgos revelan que la introducción del implante conduce a un aumento marginal en los valores de estrés dentro de la tibia, acompañado de una reducción en los valores del campo de desplazamiento. La inserción del implante más largo probado aumentó el estrés máximo de 5.0705 MPa a 6.1584 MPa, lo que llevó a una reducción del desplazamiento de 0.016 mm a 0.0142 mm. Finalmente, al combinar el FEM con un algoritmo de remodelación ósea, se simuló el proceso de remodelación ósea de la tibia debido a la inserción de un implante.