Análisis del desempeño mecánico del Sistema de Fijación Interna Iliosacro aplicado en lesiones inestables del anillo pélvico posterior usando elementos finitos

Introducción: El anillo pélvico es una de las regiones con mayor estrés del sistema musculo esquelético, debido a que transfiere la carga del tronco hacia a las extremidades inferiores, principalmente a través de su componente posterior. En el presente estudio se analiza como se desempeña mecánicame...

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Autores:
Flórez, David Enrique
Matta, Javier Ernesto
Nuñez Vallejos, Diego
Avilés Sánchez, Oscar
Juan Alejandro, Guevara
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad Militar Nueva Granada
Repositorio:
Repositorio UMNG
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.unimilitar.edu.co:10654/39961
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10654/39961
Palabra clave:
Finite element analysis
Sacrum
Pelvis
Internal fracture fixation
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HUESOS PELVICOS
SIMULACION POR COMPUTADOR
MODELOS BIOLOGICOS
Análisis de elementos finitos
Pruebas biomecánicas
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description Introducción: El anillo pélvico es una de las regiones con mayor estrés del sistema musculo esquelético, debido a que transfiere la carga del tronco hacia a las extremidades inferiores, principalmente a través de su componente posterior. En el presente estudio se analiza como se desempeña mecánicamente el Sistema de Fijación Interna Iliosacro (SIFII) aplicado en lesiones inestables del anillo pélvico posterior, usando análisis de elementos finitos para así determinar la utilidad del dispositivo y su tolerancia a las cargas mecánicas propias del esqueleto axial. Métodos: Para evaluar el comportamiento biomecánico del SIFII, se realizó un estudio de simulación virtual mediante un análisis de elementos finitos. Llevando a cabo un diseño asistido por computadora (CAD) de una pelvis con fractura de sacro en zona 2 de Denis y del SIFII. Dando lugar a la colocación del sistema como fijación a la lesión. Finalmente, se analizó el desempeño del sistema aplicado, bajo la marcha en un ciclo de estrés máximo. Resultados: Según las simulaciones realizadas las concentraciones de esfuerzos se ubican en el dispositivo de fijación. Debido a que el esfuerzo de Von Mises es menor al esfuerzo de fluencia del material con que está hecho, una vez al dispositivo se le retira la carga, este recupera sus dimensiones originales, ya que las deformaciones y esfuerzos generados se encuentran dentro del comportamiento elástico del material. Conclusiones: El implante no se deforma con la carga fisiológica, tampoco produce falla en el hueso cortical pues los esfuerzos máximos generan deformación elástica, es factible continuar con la investigación del dispositivo para su posible aplicación en pacientes con estas lesiones. Nivel de evidencia: Estudio experimental, nivel III.
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En el presente estudio se analiza como se desempeña mecánicamente el Sistema de Fijación Interna Iliosacro (SIFII) aplicado en lesiones inestables del anillo pélvico posterior, usando análisis de elementos finitos para así determinar la utilidad del dispositivo y su tolerancia a las cargas mecánicas propias del esqueleto axial. Métodos: Para evaluar el comportamiento biomecánico del SIFII, se realizó un estudio de simulación virtual mediante un análisis de elementos finitos. Llevando a cabo un diseño asistido por computadora (CAD) de una pelvis con fractura de sacro en zona 2 de Denis y del SIFII. Dando lugar a la colocación del sistema como fijación a la lesión. Finalmente, se analizó el desempeño del sistema aplicado, bajo la marcha en un ciclo de estrés máximo. Resultados: Según las simulaciones realizadas las concentraciones de esfuerzos se ubican en el dispositivo de fijación. Debido a que el esfuerzo de Von Mises es menor al esfuerzo de fluencia del material con que está hecho, una vez al dispositivo se le retira la carga, este recupera sus dimensiones originales, ya que las deformaciones y esfuerzos generados se encuentran dentro del comportamiento elástico del material. Conclusiones: El implante no se deforma con la carga fisiológica, tampoco produce falla en el hueso cortical pues los esfuerzos máximos generan deformación elástica, es factible continuar con la investigación del dispositivo para su posible aplicación en pacientes con estas lesiones. Nivel de evidencia: Estudio experimental, nivel III.RESUMEN 3 ABSTRACT 4 MARCO TEÓRICO 5 JUSTIFICACIÓN 7 IDENTIFICACIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. 8 OBJETIVOS 9 MATERIALES Y MÉTODOS 10 RESULTADOS 15 DISCUSIÓN 17 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 19 REFERENCIAS 20Introduction The pelvic ring is one of the most stressed regions of the musculoskeletal system, because it transfers the load from the trunk to the lower extremities, mainly through its posterior component. The present study analyzes how the Iliosacral Internal Fixation System (SIFII), applied in unstable lesions of the posterior pelvic ring, performs mechanically, using finite element analysis to determine the usefulness of the device and its tolerance to the mechanical loads of the axial skeleton. Materials & Methods To evaluate the biomechanical behavior of SIFII, a virtual simulation study was carried out using a finite element analysis (FEA). Carrying out a computer-aided design (CAD) of a pelvis with a sacrum fractured in Denis's zone 2 and SIFII. Resulting in the placement of the system as fixation to the injury. Finally, the performance of the applied system was analyzed, under operation in a maximum stress cycle. Results According to the simulations carried out, the stress concentrations are located in the fixing device. Because the Von Mises stress is less than the yield strength of the material with which it is made, once the load is removed from the device, it recovers its original dimensions, since the deformations and stresses generated are within the elastic behavior of the material. Conclusions The implant does not deform with physiological load, nor does it produce failure in the cortical bone since maximum efforts generate elastic deformation, it is feasible to continue researching the device for its possible application in patients with these injuries. Level of evidence: Experimental study, level III.Especializaciónapplicaction/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 InternationalAcceso abiertoAnálisis del desempeño mecánico del Sistema de Fijación Interna Iliosacro aplicado en lesiones inestables del anillo pélvico posterior usando elementos finitosAnalysis of the mechanical performance of the Iliosacro Internal fixation system applied in unstable lesions of the posterior pelvic ring using finite elementsTesis/Trabajo de grado - Monografía - Especializacióninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fFinite element analysisSacrumPelvisInternal fracture fixationORTOPEDIAHUESOS PELVICOSSIMULACION POR COMPUTADORMODELOS BIOLOGICOSAnálisis de elementos finitosPruebas biomecánicasSacroFracturaPelvisFijación internaCirugía de Columna Vertebral, Pelvis y Acetábulorepourl:https://repository.unimilitar.edu.coUniversidad Militar Nueva GranadaPizanis A, Pohlemann T, Burkhardt M, Aghayev E, Holstein JH. 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Revista Colombiana de Ortopedia y Traumatología. 2016;30(1):23-30.Ibarra JM, María VEA, Romero FT, Chacón NA, Abrego ME, Rodríguez JCA. Estabilización quirúrgica espinopélvica: Serie de casos. Revista Colombiana de Ortopedia y Traumatología. 2014;28(2):55-62.Ortiz D, Molina M, Matta J, Gamarra R. Fijación interna de la articulación sacroiliaca inestable: experiencia Hospital Militar Central, 8 años. Rev colomb ortop traumatol. 2000:193-201.Matta J, Rodríguez J, Alvarado C, Ochoa G, Matamoros C, Rojas G. Diseño y evaluación clínica de las técnicas de fijación interna modificadas del esqueleto axil instrumentación analítica. Rev colomb ortop traumatol. 1994;8(3):191-202.Matta J, Ferguson A, Salamanca J. Diseño y modificación de técnicas de fijación interna del esqueleto axil instrumentación analítica-investigación básica. Rev colomb ortop traumatol. 1995:27-35.McCord DH, Cunningham BW, Shono Y, Myers JJ, McAfee PC. Biomechanical Analysis of Lumbosacral Fixation. 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