Diseño, simulación numérica y desarrollo de un prototipo de implante para el tratamiento de fracturas de peroné distal y sus dispositivos de montaje

Abstract

En este Trabajo Especial de Grado se propuso un nuevo sistema de fijación interna para el tratamiento de fracturas de la articulación del tobillo, donde la reconstrucción anatómica del peroné es la prioridad absoluta. Este sistema intramedular en el eje axial del peroné distal ha sido desarrollado bajo un riguroso estudio de modelación y simulación numérica. El estudio abarcó el análisis de los diferentes dispositivos de fijación interna existentes en el mercado internacional, para conocer cuales iban a ser los parámetros de diseño, y requisitos de uso de este implante. Los diseños preliminares se realizaron bajo la perspectiva médico-ingenieril del grupo de profesionales interdisciplinarios que laboran en el Centro de Bioingeniería. Los diseños preliminares, fueron modelado en 3D utilizando un software de diseño paramétrico llamado Pro/Engineer, luego se sometieron a las cargas biológicas, procedentes de estudios similares realizados a nivel internacional, estas fueron aplicadas en la articulación tibio-peronea proximal. Para el análisis se escogió el método de Elementos Finitos y el programa de análisis Nastran. El análisis por elementos finitos ha permitido analizar los prototipos con el fin de evaluar los esfuerzos y deformaciones, comprobando que los valores de los esfuerzos obtenidos no exceden el límite elástico. Una vez obtenidos los diseños finales, se construyeron los prototipos en acero inoxidable 316L y sus dispositivo de montaje en aluminio 7075 T6 y posteriormente uno de ellos fué implantado en un cadáver. El taller realizado en el cadáver fue satisfactorio, cumpliéndose así los objetivos propuestos.