Diseño optimizado de una prótesis para columna vertebral mediante el análisis estructural por elementos finitos

Abstract

Se presenta el diseño optimizado de una prótesis para columna vertebral empleando el análisis estructural por elementos finitos. Se hace una introducción a la biomecánica y se establecen algunos conceptos de la estática y dinámica de fuerzas que actúan sobre la columna. Se revisan los avances en prótesis en Perú y en el mundo. Se define una aplicación específica, una geometría inicial y un material apropiado para el diseño de la prótesis. Con un programa de elementos finitos se importa el dibujo de un programa de diseño asistido por computadora y se aplican los vectores de fuerza y momentos críticos que actuarán sobre la columna. Se trasladan estos vectores y momentos a la prótesis, determinándose con el programa los esfuerzos resultantes, como resultado se obtiene una distribución gráfica de la concentración de esfuerzos resultantes, los que son comparados con los permisibles por el material. Se hacen las modificaciones en la prótesis para aliviar la concentración de esfuerzos encontrada, modificándose espesores y radios de curvatura, determinando así su geometría final.