5 Resultados de las pruebas de desgaste

Una vez realizados los ensayos de desgaste se obtuvieron resultados muy importantes los cuales se muestran en las tablas VI.1 y VI.2 para condiciones sin lubricación y lubricadas.

Tabla VI.1.-Desgaste de las zonas de contacto cada millón de ciclos (sin lubricación)

Desgaste condiciones secas

Número de ciclos (x10^6) Pérdida de peso (mg)

0 0 1 12.5 2 25 3 39 4 57 5 75 6 95 7 115 8 135 9 155 10 175

Tabla VI.2.-Desgaste de las zonas de contacto cada millón de ciclos (con lubricación)

Desgaste condiciones lubricadas

Número de ciclos (x10^6) Pérdida de peso (mg)

0 0 1 8 2 17 3 27 4 40 5 55 6 73 7 93 8 112 9 133 10 155

Capítulo VI 170

Análisis biomecánico para el diseño personalizado de endoprótesis total de rodilla

Figura VI.8.-Peso perdido por desgaste en el inserto de PEUAPM obtenido de un simulador simplificado

En la gráfica de La figura VI.8 se observa que el desgaste volumétrico presenta un comportamiento lineal, al parecer como otro tipo de implantes, lo que valida consistentemente la experimentación con los componentes reales de la prótesis. Además, las pérdidas de material son significativamente menores en condiciones lubricadas que en condiciones secas.

VI.6 Referencias

1.- Urriolagoitia-Calderón, G., Urriolagoitia-Sosa, G., Hernández-Gómez, L.H., Merchán-Cruz, E.A., Vite-Torres, M., Feria-Reyes, C.V., Beltrán-Fernández, J.A., Análisis del desgaste de la articulación cabeza femoral-copa acetabular mediante simulación experimental con máquina perno- disco,Revista Colombiana de Biotecnología, Vol.X, No.1, pp.94-110, 2008

2.- Rodríguez-Cañizo, R.G., García-García, L.A., Vite-Torres, L.A., Merchán-Cruz, E.A., Sandoval- Pineda, J.M., Análisis experimental del desgaste entre UHMWPE y acero inoxidable 316L empleados en la manufactura de prótesis coxofemorales, Revista Colombiana de Biotecnología, Vol.XII, No.2, pp.67-85, 2010

3.- Peris-Serra, J.L., Mollá-Domenech, F., Navarro-Mateo, J.C., Atienza-Vicente, C., Peris-Sánchez, M., González-Carrasco, J.L., Prat-Pastor, J., Análisis comparativo de desgaste de UHMWPE en un

Capítulo VI 171 simulador simplificado de prótesis de rodilla, Revista de Biomecánica de Valencia, Vol.38,pp.5-8, 2003

Discusión

Análisis biomecánico para el diseño personalizado de endoprótesis total de rodilla

171

Discusión

Este trabajo inicia en el capítulo I con la revisión sobre los antecedentes del problema, y en primer lugar se hace una revisión sobre el desarrollo histórico de la biomecánica como una parte necesaria para ubicar al lector en la época y el avance que ha tenido esta disciplina desde su inicio hasta la actualidad. También se definen las afecciones más comunes que inciden sobre el deterioro de la articulación y sus consecuencias. Respecto a esto debe reconocerse que la enfermedad que produce las mayores afecciones y provoca la necesidad de un implante de PTR es la osteoartrósis, sin embrago, aquí solo se le dedica un pequeño párrafo considerando que el desarrollo de la enfermedad y sus causantes no son de importancia para los fines de esta investigación, ya que se parte del hecho de que la afección existe y se debe utilizar una articulación artificial para corregir el problema, lo demás no importa. En cuanto a los biomateriales es preciso apuntar sobre el desarrollo actual y las expectativas que se tiene en México para incursionar en este campo, ya que a la fecha se siguen utilizando los materiales más comunes como el acero inoxidable 316L, aleaciones CrCo, aleaciones de titanio, etc, así como el UHMWPE como material suave. Se debe recordar que a la par de diseñar los implantes, es necesario llevar una línea de investigación sobre nuevos materiales para prótesis, ya que unificando la mejoría del diseño con la de los materiales se obtendrán prótesis con mayor grado de optimización y confiabilidad, además que la tendencia está enfocada hacia materiales biomiméticos, los cuales serán capaces de reproducir un comportamiento casi igual al de los materiales biológicos. Decepcionante pero real es el hecho de que en México se sigue trabajando con los materiales ya muy estudiados pero no se trabaja o se trabaja muy poco en el desarrollo de nuevos biometriales. En general, en esta parte del estudio se ha incursionado solo en los materiales más comunes debido a que esta investigación está orientada al análisis de una prótesis comercial común. Respecto al diseño y desarrollo de PTR a través de los años, se reportan los avances importantes que se han dado, así como sus ventajas y desventajas hasta los diseños actuales.

Por otra parte, en el capítulo II se hace un estudio sobre como se deben interpretar las posiciones de los componentes óseos y otros componentes orgánicos. Tal es el caso que los planos toman nombres diferentes a los ya conocidos en geometría euclidiana, así como los ejes correspondientes. Debe recordarse que en anatomía los términos de ubicación son imprescindibles para nombrar y ubicar un componente determinado. En el caso particular de la rodilla se proporciona la información necesaria para entender cuales son sus desplazamientos permisibles y sus valores, cargas permisibles y sus

Discusión 172 valores, así como su influencia en el deterioro de la articulación y las modificaciones cinemáticas y dinámicas que representa el cambio de alguno o algunos de estos parámetros. Se hace una revisión sobre la biomecánica de la rodilla, auque la limitante del trabajo ha sido suponer cargas actuantes resultantes del peso del cuerpo más las producidas por las tensiones musculares, lo cual es impreciso. En realidad debería modelarse la articulación con todos los músculos que concurren en ella y establecer la carga que aporta cada uno de ellos de forma individual para tener una mejor aproximación en los resultados de esfuerzo y deformación de los componentes de la articulación. Por otra parte, solo se analiza la PTR de platillo fijo, ya que los casos de estudio reportados en esta investigación son hechos únicamente con este tipo de prótesis. Además, se hace una revisión también sobre los resultados que se han reportado de desgaste por contacto en el inserto de polietileno, la influencia del espesor, los mecanismos más comunes de desgaste y las zonas de desgaste dependiendo del tipo de prótesis que se trate, y al final se definen los tipos de contacto que pueden ocurrir en las PTR.

En la parte del trabajo compuesta por el capítulo III se inicia con el estudio de la teoría que soporta el análisis de contacto hertziano, definiendo los conceptos básicos, los casos de aplicación de cada tipo de pares, sus limitaciones y sobre todo su aplicación práctica en problemas que involucran componentes biomecánicos. Esto último es muy necesario ya que se debe saber interpretar el tipo de contacto que se está presentando en el arreglo estructural, considerando de suma importancia la ubicación de las zonas de estancamiento y de deslizamiento y la distribución de la carga cortante en la superficie de contacto del material más suave, ya que esta es responsable directa de los mecanismos de desgaste. En cuanto al comportamiento tribológico se ha introducido una sección con definiciones y modelos teóricos aplicables a los diferentes procesos de desgaste, los cuales están casi todos presentes en la articulación de rodilla, finalizando con el estudio de la teoría de fatiga por frotamiento. Como comentario al respecto se debe considerar que cada tipo de mecanismo de desgaste es toda una teoría y que en esta investigación únicamente se describe de manera my concreta el funcionamiento de dicho mecanismo, ya que es suficiente para poder solucionar los casos presentados aquí, aunque para otros trabajos será necesario ahondar más en la literatura requerida para cada caso específico. Por otra parte, al final del capítulo se proporciona una descripción muy simple pero completa sobre el MEF aplicado a la solución de problemas estructurales en componentes esqueléticos. En este caso, aunque se hace una revisión sobre los