BiomecanicaFabricacionDeProtesis

BIOMECANICA
Y
DESARROLLO DE PROTESIS

Ing. Pablo R. Carbonell – Octubre 2009
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¿Características de la articulación?

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¿Como está compuesta la articulación?
Tejido fibroso denso: Matriz sólida de
colágeno y elastina
Fluído sinovial compuesto mayormente por
un concentrado de agua y ácido hialurónico
(prop. de lubricación).
Cápsula sinovial
Tejido Oseo:tejido conectivo embebido en
una matriz sólida de minerales de calcio y
fósforo
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Propiedades del cartílago articular
FENOMENO DE VISCOELASTICIDAD:
Matemáticamente representable como
comportamiento simultaneo de un fluido
viscoso y un sólido elástico
EL CARTILAGO PRESENTA DOS PROPIEDADES
PRINCIPALES

FENOMENO DE FLUENCIA LENTA O CREEP
FENOMENO DE RELAJACIONDE
TENSIONES
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Propiedades del cartílago articular
FENOMENO DE FLUENCIA LENTA O CREEP
Aplicación CARGA CONSTANTE en el tiempo =>
DEFORMACION VARIABLE en el tiempo

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Propiedades del cartílago articular
FENOMENO DE RELAJACION DE TENSIONES
Aplicación DEFORMACION CONSTANTE en el tiempo => CARGA
VARIABLE en el tiempoIng. Pablo R. Carbonell – Octubre 2009
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Características biomecánicas del hueso
Sus medidas no son homogéneas
Grandes desvíos standard y gran
diferencia entre rangos
Variación en la densidad

ESTOS FACTORES
OBLIGAN A LOS
FABRICANTES A
REALIZAR ESTUDIOS
ANATOMICOS Y
BIOMECANICOS

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¿Que es la BIOTRIBOLOGIA?

La tribología es la ciencia que estudia lafricción, lubricación y desgaste de las
superficies en contacto.

Se aplica tanto al estudio de las superficies
articulares como al desarrollo de las superficies
de contacto en los implantes

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¿Que es la BIOTRIBOLOGIA?
ROZAMIENTO

F=μxN
Rozamiento de superficie
Rozamiento seco
Rozamiento límite
Rozamiento hidrodinámico

Rozamiento interno

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¿Que es la BIOTRIBOLOGIA?
DESGASTE
Perdida de material debido a factores químicos
o mecánicos
•Adhesivo: material que se adhiere al otro
•Abrasivo:material que se desprende del otro
•Por fatiga: material que supera limites de
rotura y se desprende
•Por corrosión: material que se desprende por
factores químicos
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¿Que es la BIOTRIBOLOGIA?LUBRICACION
Existe lubricación cuando entre dos superficies
sólidas se interpone una película líquida y el
fenómeno de fricción se dan entre las
superficies sólidas y líquidas
Lubricación Hidrostática: Presión ejercida por
medios externos
Lubricación Hidrodinámica: Presión ejercida por el
propio fluido

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¿Que es la BIOTRIBOLOGIA?
LUBRICACION
... ¿quéocurre en la superficie articular ?
LUBRICACION ELASTO-HIDRODINAMICA

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APLICACIÓN DE LOS
PRINCIPIOS BIOMECANICOS
AL DISEÑO DE IMPLANTES
PROTESICOS
TRAUMATOLOGICOS

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DISEÑO DE IMPLANTES
TRAUMATOLOGICOS
Los fenómenos vistos anteriormente se utilizan
en....
... EL DISEÑO DE IMPLANTES PARA
REEMPLAZO ARTICULAR E IMPLANTESPARA
OSTEOSINTESIS
•Cadera
•Interfalanges
•Rodilla
•Humero
•Tobillo

•Placas, clavos y
tornillos
•Elem. p/columna
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DISEÑO DE IMPLANTES
TRAUMATOLOGICOS
Para el diseño de implantes
traumatológicos se siguen los siguientes
pasos:
•Estudio biomecánico de la articulación
•Estudio cinemático: ejes y planos de
movimiento, fuerzas y momentos actuantes
•Estudiocinético: elementos individuales
actuantes y su contribución al movimiento
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DISEÑO DE IMPLANTES
TRAUMATOLOGICOS
Las herramientas comúnmente utilizadas
son:
•Método de elementos finitos
•Técnicas estéreo-fotogramétricas
•Ensayos mecánicos de partes blandas o de
articulaciones en cadáveres
•Pruebas de biocompatibilidad en modelos
•Pruebas de funcionalidad...