La estabilidad del componente tibial en la Artroplastia Total de Rodilla (ATR) es crucial para prevenir el aflojamiento aséptico, una de las principales causas de falla del implante. Sin embargo, los diseños actuales de vástago tibial a menudo conducen a la protección por sobrecarga y la reabsorción ósea, resaltando la necesidad de una mayor optimización. Este estudio aborda estos desafíos empleando la metodología de Diseño de Experimentos (DOE), específicamente utilizando un enfoque de diseño factorial completo combinado con análisis de elementos finitos (FEA), para optimizar la geometría del vástago tibial. Las propiedades de los materiales del hueso cortical y esponjoso, así como de la bandeja tibial, se asignaron en base a valores de la literatura, representando sus módulos elásticos y coeficientes de Poisson. Para las condiciones límite, el extremo distal de la tibia se restringió completamente para simular la transferencia realista de carga, mientras que se aplicaron cargas compresivas representativas de la marcha y las actividades diarias a la base tibial. Los parámetros de diseño clave, incluido el diámetro del vástago, la longitud, la relación mediolateral (relación M/L) y el ángulo de la aleta, se analizaron sistemáticamente. Los resultados identificaron el diámetro y la longitud del vástago como los factores más influyentes en la mejora del rendimiento biomecánico, mientras que el ángulo de la aleta mostró un impacto mínimo. El diseño optimizado, con un diámetro de vástago de 12 mm, una longitud de 40 mm, una relación M/L de 0.61 y un ángulo de aleta de 60 grados, demostró reducciones significativas en la protección por sobrecarga y el aflojamiento aséptico en comparación con los modelos convencionales. Estos hallazgos proporcionan información valiosa para mejorar el éxito a largo plazo de los implantes de ATR al equilibrar la estabilidad del implante y minimizar la resección ósea.