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Biomecánica, 11, 2003, pp. 10-22

Simulación por elementos finitos de la articulación temporomandibular
PÉREZ DEL PALOMAR, A.1, CEGOÑINO, J.1, LÓPEZ ARRANZ, J.2, DE VICENTE, J. L.2, DOBLARÉ, M.1 1Grupo de Estructuras y Modelado de Materiales. Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón 2Servicio de Cirugía Oral y Maxilofacial. Hospital Central de Asturias Resumen En los últimos años,las patologías asociadas a la articulación temporomandibular (ATM) han cobrado una gran importancia en odontología y patología. Las disfunciones de esta articulación están relacionadas con la inestabilidad mecánica y el movimiento irregular de los componentes biomecánicos que la componen. Dentro de los diferentes elementos que forman esta articulación, es el disco articular la pieza clave dentrode la misma, ya que absorbe las tensiones durante el funcionamiento de la mandíbula, proporciona un adecuado contacto entre las superficies óseas y proporciona estabilidad a la articulación. En este trabajo se desarrollaron dos modelos de elemento finitos bidimensionales de la ATM, uno para una articulación sana y otro para una patológica afectada de un desplazamiento anterior del disco. En ambosmodelos de elementos finitos se introdujeron diferentes modelos de comportamiento para simular de manera real el comportamiento del disco articular. Las simulaciones realizadas resultaron ser fieles al comportamiento biomecánico de la ATM real tanto sana como patológica, obteniéndose resultados cualitativos contrastados con la experiencia clínica. Por otro lado, se demostró la necesidad deintroducir modelos de comportamiento complejos para simular de manera real el funcionamiento de esta articulación. Palabras clave: articulación temporomandibular, modelo de elementos finitos, disco articular, modelo de comportamiento Summary In recent years, disorders of the temporomandibular joint (TMJ) have become of great interest in dentistry and pathology. TMJ disorders relate to the mechanicalinstability of the structural components of the joint and to their irregular motion. Among them, the articular disk is a key component to understand the biomechanical condition in TMJ, as it plays a significant role as a stress absorber during function of the mandible. Other funcions of the disk are to improve the fit between bony surfaces and to provide stability during mandibular movements. Inthis paper, two finite element models were developed to simulate and study the in vivo biomechanics and mechanisms of a normal TMJ and an abnormal one affected by an anterior displacement of the disc. In both FE models, several constitutive models were introduced in order to simulate the real behaviour of the disc. Both models yielded to realistic results that were verified with clinicalexperience. On the other hand, the need for complex constitutive models was proved to simulate the TMJ working. Keywords: temporomandibualr joint, finite element model, articular disc, constitutive model

Correspondencia: Manuel Doblaré Castellano Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad de Zaragoza María de Luna 3, 50018 Zaragoza Tel. 976761912 Fax 976762578 E-mail: mdoblare@posta.unizar.es

10 Introducción En los últimos años, las patologías asociadas a la articulación temporomandibular (ATM) han cobrado una gran importancia en odontología y patología [1][2][3]. Esta articulación es muy compleja, tanto desde el punto de vista morfológico como funcional. La articulación temporomandibular (ATM) es la región anatómica donde el cóndilo de la mandíbula se une con el cráneo (Figura 1).Las superficies articulares del cráneo se componen de la fosa glenoidea y del tubérculo articular del hueso temporal. El cóndilo de la mandíbula tiene una superficie convexa, más ancha mediolateralmente y más redondeada anteroposteriormente. Al contrario de lo que ocurre con otras articulaciones del cuerpo humano en las que las superficies articulares están recubiertas de cartílago hialino, las...
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