Estudio experimental in vitro de la influencia de la angulación del implante en el aflojamiento de tornillos en coronas unitarias sobre implantes de conexión externa en base a su técnica de fabricación, sinterizado láser y mecanizado

Introducción: Uno de los problemas mecánicos más recurrentes asociados a los implantes dentales es el aflojamiento de los tornillos de unión implante-pilar. Una forma de medición del aflojamiento de estos es mediante el torque (Ncm), la pérdida de torque de apretamiento puede llevar a que en la interfase aparezcan unos micromovimientos que puede ocasionar un problema mecánico que es el aflojamiento de la prótesis o biológico mediante la filtración de bacterias..

Placa de compresión dinámica de mínimo contacto para reducción de fracturas de tibia

Diseñar una placa de compresión dinámica de mínimo contacto para reducción de fracturas de tibia.El presente trabajo tiene como propósito diseñar una placa de compresión dinámica de mínimo contacto (LC-DCP) utilizada para proporcionar estabilidad y apoyo durante la consolidación de una fractura de huesos largos. Para llevar a cabo el diseño se seleccionó un modelo de placa LC-DCP de acuerdo con las exigencias de una fractura de tipo tibial a nivel de la diáfisis. Posteriormente se evaluó, el modelo planteado para la placa a partir de un estudio estático considerando dos arreglos del sistema placa-hueso-tornillos bajo diferentes condiciones de carga. Para obtener la distribución de esfuerzos se utilizó un software basado en el Método de Elementos Finitos (MEF), específicamente SOLIDWORKS 2018. Adicionalmente, se determinó la vida útil de la placa por un análisis de fatiga, con base al número de ciclos bajo condición de compresión. Se determinó que las regiones más críticas a la falla por cargas axiales ocurren en las aristas de los agujeros cercanos al foco de la fractura, comportándose como concentradores de esfuerzos y en cargas de flexión o torsión, las zonas críticas se presentan también en los rebajes. Por otra parte, se obtuvo que el esfuerzo máximo en la placa, para todas las condiciones de carga, no supera el límite elástico del Acero Inoxidable 316L por lo que el diseño podría ser empleado bajo las condiciones planteadas. Finalmente, con base al modelo de la LC-DCP se generó un código G considerando los parámetros de mecanizado de una máquina herramienta CNC que permitió la fabricación en Acero Inoxidable 316L con la finalidad de obtener un buen desbaste y acabado superficial.Ingenierí

Diseño mecánico de una máquina de tracción y compresión biaxial

En la actualidad, son numerosos los ensayos mecánicos que se realizan sobre probetas de diversos materiales para determinar sus propiedades y posteriormente emplearlos con un fin concreto. La mayoría de estos ensayos se realizan aplicando cargas uniaxiales en máquinas universales de tracción y compresión, sin embargo, está demostrado que, en materiales compuestos o materiales biológicos, en particular los huesos, debido a que presentan una fuerte anisotropía, es necesario realizar ensayos bajo un estado de cargas biaxial. El presente proyecto tiene como objetivo el diseño y fabricación de un prototipo de máquina biaxial compacta y económica para realizar ensayos en probetas de huesos. Se ha elaborado un estudio de las tipologías de máquinas biaxiales existentes, incorporando características de alguna de ellas. Además, se emplea la videocorrelación de imágenes digitales como método para medir las deformaciones en las probetas. Finalmente se estudia el método de fabricación más adecuado, siendo la impresión 3D el elegido debido a su versatilidad y bajo coste respecto al mecanizado. Se fabrica el prototipo empleando como material el polímero PLA y se realiza el presupuesto de la máquina completa.Universidad de Sevilla. Máster Universitario en Ingeniería Industria

Determinación experimental de la vida útil de una placa de compresión dinámica para la reducción de fracturas a nivel de la diáfisis del fémur

Determinar experimentalmente la vida útil de una Placa de Compresión Dinámica (DCP) para la reducción de fracturas diafisarias del fémur.Las Placas de Compresión Dinámica (DCP), utilizadas principalmente en el tratamiento de fracturas diafisarias de huesos largos, tienen la capacidad de conseguir una reducción anatómica de las porciones óseas fracturadas. El presente trabajo tiene como finalidad determinar la vida útil de la placa, para una fractura en el fémur a nivel de la diáfisis; para ello, se realiza el diseño de la placa, y se elabora el análisis de esfuerzos bajo la acción de cargas de compresión, flexión, torsión, a las cuales puede estar sometida la placa en condiciones de operación; adicionalmente, consideró un cuarto caso referente a una carga de impacto. Para el análisis se llevaron a cabo estudios estáticos mediante el uso de un programa basado en el Método de Elementos Finitos (MEF) en un sistema de interacción definido por el hueso-placa-tornillo, las cargas se aplican en el hueso y se restringe el movimiento en la región distal. Además, se realizó la simulación de fatiga con la finalidad de obtener el número de ciclos de falla para la placa. Se determinó que la concentración de esfuerzos se da en los agujeros más cercanos al foco de la fractura y que para las principales cargas el material de la placa no supera el límite elástico; no obstante, para el caso de carga de impacto la placa no soporta el incremento de carga, lo cual provoca un sobresfuerzo en la misma. Por otra parte, los resultados de la simulación de fatiga determinaron en el número de ciclos de carga antes del fallo por fatiga de la placa. Finalmente, la placa fue construida de acero inoxidable AISI 316L, prestando especial atención en conseguir un buen acabado superficial.Ingenierí

Impresión aditiva de implantes metálicos: selección y coracterización de material de impresión

Proyecto Integrador (I.Biom.)--FCEFN-UNC, 2018Expone los estudios iniciales necesarios para el desarrollo de un implante metálico mediante un método de manufactura aditiva. El proyecto comprende el desarrollo de un material compatible con una tecnología de impresión 3D y, mediante el tratamiento de la impresión realizada, la obtención de una pieza metálica de magnesio o titani

Diseño de un simulador de cadera para el estudio biomecánico del movimiento Flexión-Extensión del comportamiento de las prótesis articulares Metal-Metal

[ES] Dentro del campo de los biomateriales y el diseño de prótesis e implantes metálicos existe actualmente una problemática asociada a la degradación de las mismas como consecuencia de los fenómenos mecánicos del desgaste y la corrosión. La mejora del diseño de dichos implantes pasa por el ensayo de los mismos en condiciones similares a las de operación in-vivo. Para ello, los dispositivos que permiten simular el movimiento y las fuerzas (comúnmente denominados "simuladores") a las que se ven sometidos cuando son implantados en los pacientes es una parte fundamental en tal proceso de diseño. La propuesta que aquí se realiza es la del diseño de dos simuladores de cadera en movimiento plano capaces de reproducir diferentes condiciones cinemáticas y dinámicas de la articulación real. Esta propuesta incluye dos trabajos final de grado en los que se llevará a cabo dicho diseño en las siguientes condiciones: 1.- Simulación del mov de flexión-extensión 2.- Simulación del mov abductor-adductorGandía Montes, A. (2014). Diseño de un simulador de cadera para el estudio biomecánico del movimiento Flexión-Extensión del comportamiento de las prótesis articulares Metal-Metal. http://hdl.handle.net/10251/49879.TFG

Desarrollo de un metal celular ordenado con recubrimiento continuo como alternativa aplicable a elementos de fijación ósea

El estudio de biomateriales metálicos aplicados a la ingeniería de tejidos, como las estructuras de sustento celular, ha tomado gran relevancia y se ha dirigido a mejorar el control de las propiedades físicas, mecánicas y biológicas del andamio, de acuerdo a los requerimientos puntuales de biofuncionalidad del tejido como resistencia, peso adecuado y adaptabilidad en el segmento de implantación. Esto con el fin de optimizar los procesos de osteosíntesis, disminuyendo las complicaciones asociadas principalmente con los tiempos de consolidación de la fractura y los procedimientos quirúrgicos secundarios. En esta tesis se desarrolló un metal celular ordenado con recubrimiento continuo, partiendo del modelaje tridimensional paramétrico de la estructura basada en celdas unitarias con poliedros ordenados por repetición múltiple y piel continua. Posteriormente, se aplicó un método experimental de fabricación efectiva para el andamio celular propuesto, tomando como material base la aleación de Mg AZ31B. La validación de las características dimensionales y superficiales de los andamios obtenidos, se realizó mediante tres técnicas de caracterización: microscopía óptica, microscopia electrónica de barrido y microtomografía computarizada. Con los resultados obtenidos se evaluó la relación diferencial entre las muestras metálicas y el diseño planteado; y se encontró que la morfología y distribución geométrica obtenidas, concuerdan con los requisitos para favorecer los procesos de infiltración, adhesión y proliferación celular. Finalmente, se realizó una caracterización mecánica por medio de ensayos de compresión, que mostraron una mejoría significativa en las propiedades mecánicas de las estructuras con piel, al presentar una respuesta mecánica cerca de Cinco (5) veces superior en la rigidez dependiente de la porosidad, comparadas con las estructuras sin piel. Además, se logró reconocer un patrón de comportamiento distintivo en la curva esfuerzo-deformación, que alude a un intercambio de mecanismos de deformación en la zona de fluencia, resaltando un incremento en la capacidad de absorción de energía para este tipo de estructuras. Los metales celulares obtenidos son considerados como un material con potencial para el desarrollo de elementos de fijación ósea, que pueden llegar a optimizar los procesos de osteosíntesis tras contar con una estructura ordenada y piel. Adicionalmente, la metodología aplicada amplía las posibilidades para el uso de tecnologías y procesos en la fabricación de estos andamios, que mejoren la respuesta a las necesidades particulares en el ámbito clínico y retroalimenten las experiencias conjuntas.Abstract. The study of metallic biomaterials applied to tissue engineering, such as cell support structures; has taken relevance and has been aimed at improving the control of the physical, mechanical and biological properties of scaffolding according to the specific requirements of biofunctionality of tissue as resistance, adequate weight and adaptability in the implantation segment. All this, in order to optimize osteosynthesis processes, reducing the complications associated mainly with fracture consolidation times and secondary surgical procedures. In this thesis an ordered cellular metal with continuous coating was developed, starting from the three-dimensional parametric modeling of the structure based on unit cells with polyhedra ordered by multiple repetition and continuous skin. Subsequently, an experimental method of effective manufacturing was applied to the proposed cellular scaffolding, based on the Mg AZ31B alloy. The validation of the dimensional and superficial characteristics of the scaffolds obtained was carried out by means of three characterization techniques: optical microscopy, scanning electron microscopy and computerized microtomography. With the results obtained, the differential relationship between the metallic samples and the proposed design was evaluated; and it was found that the morphology and geometric distribution obtained are consistent with the requirements to the processes of infiltration, adhesion and cell proliferation. Finally, a mechanical characterization was performed by means of compression tests, which showed a significant improvement in the mechanical properties of the skin structures, presenting a mechanical response about Five (5) times higher in the porosity-dependent stiffness, compared to skinless structures. In addition, it was possible to recognize a pattern of distinctive behavior in the stress-strain curve, which refers to an exchange of deformation mechanisms in the stress plateau, highlighting an increase in the energy absorption capacity for this type of structures. The cellular metals obtained are considered as a potential material for the development of bone fixation elements, which can optimize osteosynthesis processes after having an ordered structure and skin. Additionally, the applied methodology expands the possibilities for the use of technologies and processes in the manufacture of these scaffolds, which improve the response to the particular needs in the clinical field and provide feedback on the experiencMaestrí

Modelado de un implante ortopédico tipo prótesis para amputación parcial del pie con técnicas CAD-CAM.

El presente trabajo comprende el modelado, análisis, simulación y construcción de un prototipo de prótesis de miembro inferior aplicando tecnología CAD-CAM. Para lograrlo se inició el estudio de la anatomía y fisiología del pie y de los movimientos de la extremidad inferior durante la marcha con el fin de definirlos y caracterizarlos. Se explica los elementos necesarios para el modelado tomando en cuenta los avances de la protésica, características del usuario, así también se describen los materiales más usados en éste campo. Una vez definidas las alternativas iniciales para el modelado, se elige la prótesis transtibial con pie dinámico porque permite desempeñar actividades cotidianas al usuario. El nylon ninatyl, se designó como material más óptimo para la construcción del prototipo debido a las buenas propiedades mecánicas que posee y su bajo costo. Las prótesis transtibiales consideran una variedad de componentes que de forma interactiva suponen la mecánica de una pierna sana. Para el bosquejo tridimensional de estos componentes se empleó la técnica de modelado paramétrica de sólidos con la finalidad de crear un prototipo virtual en 3D para aplicar el método de elementos finitos y determinar la capacidad mecánica y funcionalidad de la propuesta. Se incluyen análisis de esfuerzos y deformaciones de la estructura sometida a una fuerza axial (peso del usuario) para tener conocimiento sobre el comportamiento durante su uso aplicando un software CAE. Una vez validado el modelo se traslada a un software CAM, que mediante lenguaje de programación permite la construcción del mismo, usando tecnología CNC. This work includes modeling, analysis, simulation and construction of a prototype of lower limb prostheses using CAD-CAM technology. It began with a study of the anatomy and physiology of the foot lower limb movements during operation in order to define and characterize them. The necessary elements for modeling taking into account advances in prostheses, user characteristics and materials commonly used in this field are also described explained. Transtibial prosthesis is chosen because it allows for dynamic foot allows the user to perform everyday activities. The nitanyl nylon, was appointed as optimal for prototype construction material due to the good mechanical properties it owns and low cost. The transtibial prosthesis consider a variety of components that interactively involves the mechanics of healthy leg. The three-dimensional sketch of these technical components parametric solid modeling in order to create a 3D virtual prototype and apply the finite element method to determine the mechanical and functional capacity of the proposal was used. Analysis of stresses and deformations of the structure subjected to an axial force (weight of the user to have knowledge about the behavior during use include. It simulates and delivers the maximum and minimum deformation of the material used to different thicknesses to find the most optimal for the load resistance applied, using a CAE software. One validated the model moved to a CAM software, by programming language that allows its construction using CNC technology