¿Cómo influye el perfil de micro-ranura en la mecánica de la unión cónica en implantes de cadera? Un estudio de elementos finitos
Autores: Kalwar, Akash; Feyzi, Mohsen; Hashemi, Reza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
¿Cómo influye el perfil de micro-ranura en la mecánica de la unión cónica en implantes de cadera? Un estudio de elementos finitos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Estudio
Acabado de superficie estriada
Superficie de trunnion
Mecánica
Tensión
Deformación
Implantes de cadera
Modelado por elementos finitos
Parámetros geométricos
Micro-grooves
Campos de tensión
Campos de deformación
Fuerza de ensamblaje por impacto
Cabeza de CoCrMo
Cuello de Ti-6Al-4V
Tensiones de von Mises
Separación de crestas
Deformación plástica
Tiempo de carga de ensamblaje.
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Este estudio tiene como objetivo investigar el efecto del acabado superficial estriado (micro-grooved) sobre la superficie del trunnion en la mecánica (estrés, deformación y deformación) de la interfaz del cabezal-cuello en implantes de cadera. Utilizando modelado por elementos finitos, el estudio se centró en los parámetros geométricos de tales micro-grooves para estudiar cómo afectarían mecánicamente los campos de estrés y deformación después del procedimiento de ensamblaje. Así, se produjeron y ensamblaron cinco modelos 2D diferentes con altura y separación de micro-grooves variables bajo una fuerza de ensamblaje de impacto de 4 kN en un cabezal de 32 mm de CoCrMo acoplado con un cuello de Ti-6Al-4V 12/14. Los resultados mostraron que se podrían inducir menores tensiones de von Mises ya sea por un aumento o disminución en la separación en comparación con el modelo base (Modelo 1), lo que probablemente significa que la relación entre la separación de las crestas y el estrés puede depender del nivel de separación. Se concluyó que los parámetros geométricos de las crestas (y sus interacciones no lineales) impactan no solo en los campos de estrés y deformación, sino también en el tiempo de carga de ensamblaje en el que ocurren el estrés máximo y la deformación plástica.
Descripción
Este estudio tiene como objetivo investigar el efecto del acabado superficial estriado (micro-grooved) sobre la superficie del trunnion en la mecánica (estrés, deformación y deformación) de la interfaz del cabezal-cuello en implantes de cadera. Utilizando modelado por elementos finitos, el estudio se centró en los parámetros geométricos de tales micro-grooves para estudiar cómo afectarían mecánicamente los campos de estrés y deformación después del procedimiento de ensamblaje. Así, se produjeron y ensamblaron cinco modelos 2D diferentes con altura y separación de micro-grooves variables bajo una fuerza de ensamblaje de impacto de 4 kN en un cabezal de 32 mm de CoCrMo acoplado con un cuello de Ti-6Al-4V 12/14. Los resultados mostraron que se podrían inducir menores tensiones de von Mises ya sea por un aumento o disminución en la separación en comparación con el modelo base (Modelo 1), lo que probablemente significa que la relación entre la separación de las crestas y el estrés puede depender del nivel de separación. Se concluyó que los parámetros geométricos de las crestas (y sus interacciones no lineales) impactan no solo en los campos de estrés y deformación, sino también en el tiempo de carga de ensamblaje en el que ocurren el estrés máximo y la deformación plástica.