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...
- 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:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10654/39961
- Palabra clave:
- Finite element analysis
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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. Emergency stabilization of the pelvic ring: clinical comparison between three different techniques. Injury. 2013;44(12):1760-4.Tosounidis TI, Giannoudis PV. Pelvic fractures presenting with haemodynamic instability: treatment options and outcomes. The Surgeon. 2013;11(6):344-51.Kim C-H, Kim JW. Plate versus sacroiliac screw fixation for treating posterior pelvic ring fracture: a Systematic review and meta-analysis. Injury. 2020;51(10):2259-66.Dienstknecht T, Pfeifer R, Horst K, Sellei R, Berner A, Zelle B, et al. The long-term clinical outcome after pelvic ring injuries. The bone & joint journal. 2013;95(4):548-53.Suzuki T, Shindo M, Soma K, Minehara H, Nakamura K, Uchino M, et al. Long-term functional outcome after unstable pelvic ring fracture. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 2007;63(4):884-8.Ibarra JM, Maria VA, Troncoso MM, Serna JG, Jaramillo AR. Cirugía reconstructiva en estadios para el manejo del traumatismo pélvico inveterado. Serie de casos. 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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Vertically unstable pelvic fractures fixed with percutaneous iliosacral screws: does posterior injury pattern predict fixation failure? Journal of orthopaedic trauma. 2006;20(1):S30-S6.Miller AN, Routt Jr MLC. Variations in sacral morphology and implications for iliosacral screw fixation. JAAOS-Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 2012;20(1):8-16.Zhao Y, Zhang S, Sun T, Wang D, Lian W, Tan J, et al. Mechanical comparison between lengthened and short sacroiliac screws in sacral fracture fixation: a finite element analysis. Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research. 2013;99(5):601-6.Tile M. Pelvic ring fractures: should they be fixed? The Journal of bone and joint surgery British volume. 1988;70(1):1-12.Tile M, Helfet DL, Vrahas M, Kellam JF. Fractures of the pelvis and acetabulum: principles and methods of management: Thieme; 2015.ORIGINALFlorezTorresDavidEnrique2021.pdfFlorezTorresDavidEnrique2021.pdfTrabajo de gradoapplication/pdf616904http://repository.unimilitar.edu.co/bitstream/10654/39961/1/FlorezTorresDavidEnrique2021.pdf5518987316bd1b9b201585176ef50148MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-83420http://repository.unimilitar.edu.co/bitstream/10654/39961/2/license.txta609d7e369577f685ce98c66b903b91bMD52THUMBNAILFlorezTorresDavidEnrique2021.pdf.jpgFlorezTorresDavidEnrique2021.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8036http://repository.unimilitar.edu.co/bitstream/10654/39961/3/FlorezTorresDavidEnrique2021.pdf.jpg1aeefba7c251dfb4609356ca4ef95355MD5310654/39961oai:repository.unimilitar.edu.co:10654/399612022-01-10 01:03:14.605Repositorio Institucional 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