Análisis de una Propuesta de Prótesis Total de Cadera por el Método de los Elementos Finitos bajo las Condiciones de la Norma ISO 7206
##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
Publicado:
Dez 20, 2022
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Resumo
Se realizó el análisis biomecánico de un nuevo diseño de prótesis total de cadera, empleando el Método de Elementos Finitos. Se propuso un modelo cuyas características geométricas proporcionen un mejor autoajuste e integración ósea. Las condiciones para dicho análisis, así como sus restricciones, estuvieron bajo las condiciones especificadas en la norma ISO 7206-4:2010. Se utilizó acero inoxidable 316L para la hemiprótesis y el polímero UHMWPE para el inserto. Se trabajó un análisis no lineal por pares de contacto y por material. Para este último se consideró un modelo constitutivo no lineal multilineal isotrópico por endurecimiento. Los resultados obtenidos fueron los esfuerzos y desplazamientos máximos que experimentó la prótesis. Para la condición de carga, se aplicó una fuerza senoidal a 1 Hz de 200 N (precarga), a 2300 N, donde se obtuvieron los siguientes esfuerzos: en la hemiprótesis, un esfuerzo máximo de 42.85 MPa, por debajo del esfuerzo de cedencia del material (290 MPa), en el componente acetabular medio 1.78 MPa, lejanos a la cedencia del material (23 MPa) y para el cemento óseo 15.96 MPa, por debajo del esfuerzo de cedencia (43.8 MPa). El desplazamiento máximo fue de 0.053 mm por debajo de los 5 mm que especifica la norma.
Downloads
Não há dados estatísticos.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Como Citar
Ingenio magno, E. R., Vidal Lesso, A., & Lesso Arroyo, R. (2022). Análisis de una Propuesta de Prótesis Total de Cadera por el Método de los Elementos Finitos bajo las Condiciones de la Norma ISO 7206. Ingenio Magno, 13(2), 19 -27. Recuperado de http://revistas.ustatunja.edu.co/index.php/ingeniomagno/article/view/2590
Seção
Articulos
DECLARACIÓN DE ORIGINALIDAD DE ARTÍCULO PRESENTADO
Por medio del presente documento, certifico(amos) que el artículo que se presenta para posible publicación en la revista institucional INGENIO MAGNO del Centro de Investigaciones de Ingeniería Alberto Magno CIIAM de la Universidad Santo Tomás, seccional Tunja, es de mi (nuestra) entera autoría, siendo su contenido producto de mi (nuestra) directa contribución intelectual y aporte al conocimiento.
Todos los datos y referencias a publicaciones hechas están debidamente identificados con su respectiva nota bibliográfica y en las citas que se destacan como tal. De requerir alguna clase de ajuste o corrección, comunicaré(emos) de tal procedimiento con antelación a los responsables de la revista.
Por lo anteriormente expresado, declaro(amos) que el material presentado en su totalidad se encuentra conforme a la legislación aplicable en materia de propiedad intelectual e industrial de ser el caso, y por lo tanto, me(nos) hago (hacemos) absolutamente responsable(s) de cualquier reclamación relacionada a esta.
En caso que el artículo presentado sea publicado, manifiesto(amos) que cedo(emos) plenamente a la Universidad Santo Tomás, seccional Tunja, los derechos de reproducción del mismo.
Referências
[1] Albiter Rodríguez Gaspar, “Análisis y desarrollo de prótesis vertebrales para la zona lumbar”, tesis de posgrado, Instituto Tecnológico de Celaya, 2014.
[2] Herrera P Sergio, “Diseño de prótesis de cadera”, tesis de licenciatura, Instituto Tecnológico de Celaya, 2016.
[3] M. S. Uddin, L. C. Zhang, “Predicting the wear of hard-on-hard hip joint prosthesis”, Wear. Vol.301. Issues 1–2. pp. 192 – 220. april – may 2013. Elsevier
[4] H. F. El´Sheikh, B.J. MacDonald, “Finite element simulation of the hip joint during stumbling: a comparison between static and dynamic loading”, Journal of Materials Procesing Technology. Vol. 143-144. pp. 249-255. december 2003. Elsevier
[5] F. J. Vigil, Guerrero Jorge, “Diseño y validación a fatiga de um vastago de revisión de prótesis de cadera empleando el método de los elementos finitos”, Anales de Mecánica de la Fractura. Vol. 2, No. 18, PP. 817-822. 2011.
[6] International Standard. ISO 7206-4:2010(E). Implants for surgery – Partial and total hip joint prostheses. Part 4: Determination of endurance properties and performance of stemmed femoral components. 2013
[7] International Standard. ISO 14242-3. Implants for surgery – Wear of total hip-joint prosthesese. Part 3: Loading and displacement parameters for orbital bearing type wear testing machines and corresponding environmental conditions for test. 2009.
[8] Fernando Mendoza Vázquez, Raúl Lesso Arroyo, Ramón Rodríguez Castro “Análisis visco-hiperelástico de prótesis intervertebrales implantadas en región lumbar”, XIV Congreso de la SOMIM, Septiembre del 2016 Mérida, Yucatán. México.
[9] Volodymir Pakhaliuk, Alexander Polyakov, “Improving the finte element simualtion of wear of total hip prosthesis spherical joint with the polymeric componente”, Universitetskaya Str., Russia, 2014.
[10] American Society for Testing and Materials. ASTM F2068 - 15. Standard Specification for Femoral Prostheses – Metallic Implants.
[11] Edwin Gamboa Poveda, Robinson A. Martinez, “Acero inoxidable 316 y 316L propiedades y características”, Fundación Universitaria Los Libertadores, 2011.
[12] Klaus-Dieter Kuehn, Werner Ege, “Acrylic bone cements: mechanical and physical properties”, Endomedicine Division, Wehrheim, Germany, 2005.
[13] Sindre Nordmark Olufsen, “Numerical analysis of primary stability on cementless hip prosthesis”, Norwegian University of Science and Technology, 2012.
[14] Rico Mosqueda Luis Antonio. Pruebas de desgaste en insertos protésicos de articulación de rodilla con control de temperatura. Instituto Tecnológico de Celaya, 2015.
[15] Richard G. Budynas, J. Keith Nisbett, “Diseño em ingenieria mecânica de Shigley”, McGrawHill, 9na ed.,2008.
[16] A. Fiorentino, G. Zarattini, U. Pazzaglia, “Hip prosthesis design. Market analysis, new perspectives and an innovate solution”, University of Brescia, Italia, 2013.
[17] Simesen-de Bielke H, González-Della Valle A “Vástagos cementados en la artroplastía de cadera: História y evolución”, Hospital Weill Medical College of Cornell University, New York, USA, 2011.
[18] Richard L. Drake, Wayne Vogl, Adam W. M. Mitchell, “Grey Anatomía para estudiantes”, ElSevier, 2005.
[2] Herrera P Sergio, “Diseño de prótesis de cadera”, tesis de licenciatura, Instituto Tecnológico de Celaya, 2016.
[3] M. S. Uddin, L. C. Zhang, “Predicting the wear of hard-on-hard hip joint prosthesis”, Wear. Vol.301. Issues 1–2. pp. 192 – 220. april – may 2013. Elsevier
[4] H. F. El´Sheikh, B.J. MacDonald, “Finite element simulation of the hip joint during stumbling: a comparison between static and dynamic loading”, Journal of Materials Procesing Technology. Vol. 143-144. pp. 249-255. december 2003. Elsevier
[5] F. J. Vigil, Guerrero Jorge, “Diseño y validación a fatiga de um vastago de revisión de prótesis de cadera empleando el método de los elementos finitos”, Anales de Mecánica de la Fractura. Vol. 2, No. 18, PP. 817-822. 2011.
[6] International Standard. ISO 7206-4:2010(E). Implants for surgery – Partial and total hip joint prostheses. Part 4: Determination of endurance properties and performance of stemmed femoral components. 2013
[7] International Standard. ISO 14242-3. Implants for surgery – Wear of total hip-joint prosthesese. Part 3: Loading and displacement parameters for orbital bearing type wear testing machines and corresponding environmental conditions for test. 2009.
[8] Fernando Mendoza Vázquez, Raúl Lesso Arroyo, Ramón Rodríguez Castro “Análisis visco-hiperelástico de prótesis intervertebrales implantadas en región lumbar”, XIV Congreso de la SOMIM, Septiembre del 2016 Mérida, Yucatán. México.
[9] Volodymir Pakhaliuk, Alexander Polyakov, “Improving the finte element simualtion of wear of total hip prosthesis spherical joint with the polymeric componente”, Universitetskaya Str., Russia, 2014.
[10] American Society for Testing and Materials. ASTM F2068 - 15. Standard Specification for Femoral Prostheses – Metallic Implants.
[11] Edwin Gamboa Poveda, Robinson A. Martinez, “Acero inoxidable 316 y 316L propiedades y características”, Fundación Universitaria Los Libertadores, 2011.
[12] Klaus-Dieter Kuehn, Werner Ege, “Acrylic bone cements: mechanical and physical properties”, Endomedicine Division, Wehrheim, Germany, 2005.
[13] Sindre Nordmark Olufsen, “Numerical analysis of primary stability on cementless hip prosthesis”, Norwegian University of Science and Technology, 2012.
[14] Rico Mosqueda Luis Antonio. Pruebas de desgaste en insertos protésicos de articulación de rodilla con control de temperatura. Instituto Tecnológico de Celaya, 2015.
[15] Richard G. Budynas, J. Keith Nisbett, “Diseño em ingenieria mecânica de Shigley”, McGrawHill, 9na ed.,2008.
[16] A. Fiorentino, G. Zarattini, U. Pazzaglia, “Hip prosthesis design. Market analysis, new perspectives and an innovate solution”, University of Brescia, Italia, 2013.
[17] Simesen-de Bielke H, González-Della Valle A “Vástagos cementados en la artroplastía de cadera: História y evolución”, Hospital Weill Medical College of Cornell University, New York, USA, 2011.
[18] Richard L. Drake, Wayne Vogl, Adam W. M. Mitchell, “Grey Anatomía para estudiantes”, ElSevier, 2005.