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Corte de Alta Velocidad de Hueso Trabecular Sintético-Una Investigación Experimental-Computacional Combinada

Autores: O"Neill, Macdarragh; Vaughan, Ted J.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Corte de Alta Velocidad de Hueso Trabecular Sintético-Una Investigación Experimental-Computacional Combinada


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Instrumentos de corte quirúrgico
Tejido óseo
Parámetros de corte
Rendimiento de corte
Hueso trabecular sintético
Corte ortogonal

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 37

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los instrumentos quirúrgicos ortopédicos de corte son necesarios para generar fuerzas suficientes que penetren el tejido óseo mientras se minimiza el riesgo de daño térmico y mecánico al entorno circundante. Este estudio presenta un enfoque experimental-computacional combinado para determinar las relaciones entre los parámetros clave de corte y el rendimiento general de corte de un análogo de hueso trabecular sintético a base de poliuretano bajo condiciones de corte ortogonal. Se desarrolló un modelo experimental de corte ortogonal, en el cual se utilizó un dispositivo de herramienta de corte adaptable impulsado por una máquina de prueba uniaxial servo-hidráulica para realizar pruebas de corte en análogos de hueso trabecular Sawbone. Se desarrolló un modelo computacional del proceso de corte ortogonal utilizando Abaqus/Explicit, en el cual se utilizó un modelo elástico-plástico de espuma aplastable con endurecimiento isotrópico para capturar el complejo comportamiento post-yield del hueso trabecular sintético. Se encontró que ángulos de ataque de herramienta más bajos resultaban en la formación de virutas discontinuas más grandes y fuerzas de corte más altas, mientras que ángulos de ataque más altos tendían a llevar a una formación de virutas más continuas y fuerzas de corte más bajas. El marco de modelado computacional proporcionó características capturadas tanto de la formación de virutas como de las fuerzas de corte axiales en un amplio rango de parámetros de corte en comparación con las observaciones experimentales. Este marco de modelado computacional basado en experimentos para el corte ortogonal de análogos de hueso trabecular tiene el potencial de aplicarse a procesos de corte tridimensional más complejos en el futuro.

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