Tuberculosis de columna vertebral.

La columna vertebral. 4
1.1. Descripción. 5
1.1.1. El hueso. 7
1.1.2. Las vértebras. 9
1.1.3. El disco intervertebral. 13
1.1.4. Los músculos de la columna vertebral. 13
1.2. Alteraciones de la columna. 13
1.2.1. Escoliosis. 14
1.2.2. Cifosis. 14
1.3. Las fracturas. 16
CAPITULO 2
LA BIOMECÁNICA
2. La biomecánica. 21
2.1. Elementos de la biomecánica. 21
2.1.1. Coordenadas cartesianaen el plano y el espacio. 21
2.1.2. Fuerza y presiones. 21
2.1.3. Equilibrio estático en traslación del raquis. 22
2.1.4. Momento de una fuerza. 22
2.1.5. Equilibrio estático en rotación del raquis. 23
2.2. Biomecánica de la columna vertebral. 23
2.3. Modelos biomecánicos de la columna vertebral. 24
2.3.1. Modelo segmental de la columna en flexión. 24
2.3.2. Modelo de la columna cargada enflexión. 28
2.3.3. Modelo de la columna cargada de en extensión. 31
CAPITULO 3
LOS IMPLANTES
3. Los implantes. 34
3.1. Biomecánica de los implantes de la columna vertebral. 36
3.2. Tipos de implantes. 42
3.2.1. Implantes de la región cervical. 42
3.2.2. Implantes de la región toracolumbar. 43
3.2.3. Tornillos transpediculares. 45
3.3. Implante tipo placa del Dr. Fuentes Davila (FUDA).47
CAPITULO 4
MODELAMIENTO MATEMÁTICO
4. Modelo clásico y matemático. 50
4.1. Modelo simplificado clásico. 50
4.2. Método de los elementos finitos. 50
4.2.1. Definiciones generales. 50
4.2.2. Definición del problema. 51
4.2.3. Teoría básica sobre sólidos tridimensionales analizados
con elementos finitos. 51
4.2.3.1. Campo de desplazamientos. 51
4.2.3.2. Campo de deformaciones. 524.2.3.3. Campo de tensiones. 53
4.2.3.4. Relación constitutiva de tensión-deformación. 53
4.2.3.5. Principio del trabajo virtual (PVT). 54
4.2.4. Formulación de los elementos finitos. Elemento tetraédrico de 4 nodos. 55
4.2.4.1. Discretizacion del campo de desplazamientos. 56
4.2.4.2. Matriz de deformación. 58
4.2.4.3. Matriz de rigidez del elemento. 59
4.2.4.4. Vector de fuerzas nodalesequivalente. 60
CAPITULO 5
APLICACIÓN Y SIMULACIÓN NUMÉRICA
5. Aplicación de los elementos finitos. 61
5.1. Preproceso. 64
5.1.1. Determinación del modelo geométrico. 64
5.1.2. Definición del material. 67
5.1.3. Definición de las restricciones. 68
5.1.4. Determinación de las cargas actuantes. 69
5.1.5. Modelado final. 72
5.1.6. Creación del enmallado (discretización). 74
5.2. Proceso. 76
5.3.Post – proceso. Análisis de resultados. 77
5.3.1. Determinación de los esfuerzos y desplazamientos del modelo A. 77
5.3.2. Determinación de los esfuerzos y desplazamientos del modelo B. 79
5.3.3. Determinación de los esfuerzos de los tornillos. 88
5.3.4. Determinación del factor de seguridad. 89
CONCLUSIONES 90
BIBLIOGRAFÍA 93
RESUMEN
El desarrollo de partes biomecánicas se realiza desdehace muchos años, con el fin de
conseguir una solución a los diferentes problemas que se presentan en el sistema óseo.
Surge así la necesidad de conocer cual debe ser el material adecuado para la
fabricación de dichas prótesis, cual es el su comportamiento cuando esta sometido a
diferentes condiciones de carga.
En este trabajo se pretende hacer un modelo de análisis simplificado que permitaevaluar cuantitativamente y cualitativamente el comportamiento estructural de la prótesis
aplicada en la columna vertebral. La herramienta a utilizar será el método de los elementos
finitos (FEM), que ha sido empleado en muchos otros estudios biomecánicos sobre todo
aplicados a las prótesis totales de cadera. Una ventaja de aplicar este método es realizar
múltiples simulaciones con un costereducido frente a la experimentación.
Se persigue contribuir a la difusión de las aplicaciones prácticas del Método de los
Elementos Finitos en el campo de la bioingeniería; conseguir un acercamiento entre los
desarrollos teóricos y las aplicaciones concretas.
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INTRODUCCIÓN
La columna vertebral está compuesta por huesos perfectamente estructurados y
articulados unos sobre otros, que...