Análisis por elementos finitos de las presiones de contacto en una prótesis de cadera

Abstract

Este trabajo consiste en desarrollar un modelo de una prótesis de cadera y predecir los valores de presión de contacto y deformación para posteriormente poder comparar en base a los valores obtenidos, una serie de parámetros que afectan al fracaso prostético. Uno de los principales motivos del fracaso del implante es el desgaste que se produce entre los materiales, el cual es dependiente del nivel de presiones de contacto transmitidas entre los componentes prostéticos. Por lo que mediante el modelado de la interacción entre la cabeza y el inserto se pretende buscar las menores presiones de contacto. Para ello se ha diseñado un modelo tridimensional de una prótesis de cadera basado en las prtesis que se comercian hoy en día mediante herramientas CAD-CAM dise~nadas en el programa Autodesk Inventor. La interacción entre la cabeza y el inserto se ha modelado mediante el método de los elementos nitos con el programa ANSYS Workbench, obteniendo resultados de presiones de contacto y deformaciones del implante bajo una carga aplicada sobre la cabeza y analizando estos con diferentes pares de materiales (Metal-Polímero, Cerámica-Polímero y Cerámica-cerámica), diferentes diámetros de cabeza (28, 32 y 44 mm) y diferentes ángulos de inclinaci on entre el componente acetabular y el eje horizontal (35, 45, 55 y 65 grados) con el fin de establecer comparaciones entre los parámetros que afectan a las presiones de contacto las cuales son una de las responsables del desgaste del material, fenómeno de reabsorción ósea y consecuentemente aflojamiento y pérdida de la cirugía de reemplazo.