Determinación del comportamiento biomecánico de una cadera displásica en un paciente de 1 año de edad: modelo 3D computacional

La cadera es una de las articulaciones más importantes en el ser humano, ya que en ella se soporta el peso del cuerpo durante posturas estáticas y dinámicas. la morfogénesis articular se puede ver afectada por anomalías como la displasia de cadera, que se centra en la afectación de la cavidad acetabular y la cabeza femoral. Los posibles factores que pueden generar dicha condición, incluyen nutrición, genética, género o una combinación de estos. Sin embargo, el entorno mecánico juega un papel principal en la degeneración del cartílago en la articulación [1]. La carga aplicada facilita el flujo de nutrientes en el cartílago, además de proporcionar señales mecánicas esenciales para el mantenimiento normal de las células y tejidos, incluso, influye en el proceso de crecimiento endocondral, debido a esto, las cargas excesivas hacen que se vean afectados los procesos biológicos como crecimiento correcto y formación de la misma cadera [2][3]. Debido a que las presiones de contacto y la biomecánica general de la cadera no se pueden medir directamente in vivo, se han venido aplicando métodos de elementos finitos [4]. En este estudio, se propuso determinar el comportamiento biomecánico de la cadera displásica de un infante de un año de edad. Para este fin se realizó la reconstrucción de un modelo 3D computacional en estado sano a partir de tomografías computarizadas, el cual fue posteriormente modificado para la obtención de dos modelos con condiciones displásicas. A partir de la revisión de la literatura existente acerca de la enfermedad, se seleccionaron condiciones de cambio en el índice acetabular para la generación de la enfermedad en los modelos, los cuales tuvieron índices de 20° (modelo sano), 25° y 30° (modelos afectados). Los modelos fueron llevados al software ANSYS 19.1 ® en el cual fueron debidamente resueltos. Se llevó a cabo una revisión de literatura de trabajos relacionados con el estudio de tejido óseo, para determinar las propiedades de los materiales que se asignaron a cada una de las partes que componen la articulación. Las condiciones de carga aplicadas se basaron en el modelo de bipedestación descrito por Pauwels [5]. Además, se dieron las condiciones de contacto pertinentes entre los diferentes cuerpos de los modelos y se realizó el mallado y su respectiva refinación, para posteriormente dar solución. Los resultados obtenidos mostraron evidentes cambios en los esfuerzos y presiones de contacto para los modelos de mayor afectación patologica. Se evidenciaron aumentos en los esfuerzos a nivel articular de 2,787 MPa en el modelo sano a 6,9625 MPa en el modelo más crítico y aumentos de las presiones de contacto en el cartílago acetabular de 2,8746 MPa a 7 MPa. Estos valores y sus distribuciones fueron comparados con datos obtenidos de la literatura especializada existente, con el fin de validar el estudio realizado.

• Autores: Ardila López, Jeisson Joaquin
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2019
• Institución: Universidad Santo Tomás
• Repositorio: Repositorio Institucional USTA
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repository.usta.edu.co:11634/19058
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/11634/19058
• Palabra clave: Joint; Biomechanics; Standing; Etiology; Dislocation; Morphogenesis; Stress; Pathology; Tomography; Comportamiento; Articulacion de la cadera; Biomecánica; Mecanica humana; Amplitud del movimiento articular; Articulación; Biomecánica; Bipedestación; Etiología; Luxación; Morfogénesis; Esfuerzo; Patología; Tomografía
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