Diseño mecánico de un dispositivo para ensayar implantes interespinosos en el conjunto vértebras-disco a nivel lumbar en el plano sagital mediano
El presente trabajo tiene por objetivo el diseño de un dispositivo que permita realizar los ensayos funcionales recomendados según estándares internacionales a los implantes columnares interespinosos. No obstante, dada la complejidad del comportamiento columnar, se restringe a la representación d...
| Autor Principal: | Villegas Espinoza, Bruno Antonio |
|---|---|
| Formato: | Tesis de Licenciatura |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2016
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/7024 |
| Etiquetas: |
Agregar Etiqueta
Sin Etiquetas, Sea el primero en etiquetar este registro!
|
| Sumario: |
El presente trabajo tiene por objetivo el diseño de un dispositivo que permita realizar
los ensayos funcionales recomendados según estándares internacionales a los
implantes columnares interespinosos. No obstante, dada la complejidad del
comportamiento columnar, se restringe a la representación del movimiento de flexoextensión
dentro del plano sagital, centrando el diseño en la posibilidad de comparar
implantes de manera estandarizada. En este sentido, se presenta un modelo
vertebral compuesto por los cuerpos y apófisis superior e inferior con 4 resortes que
simulan la rigidez del disco intervertebral. Este modelo es soportado por la estructura
del dispositivo que convierte la fuerza axial de la máquina de ensayo en un torque
que genera la flexión y extensión requerida.
Como primera parte, se realizó la revisión de la fisiología, alteraciones, biomecánica,
implantes columnares, dispositivos y protocolos de ensayo para poder elaborar la
lista de requerimientos. A pesar de no encontrarse dispositivos, ni estándares
especializados en implantes interespinosos, se realizó el diseño en base a las
recomendaciones dadas por los estándares ISO y ASTM para ensayos de similar
naturaleza. En base a la lista de requerimientos se formularon diversos conceptos
solución, de los cuales se escogió la solución más óptima mediante un análisis
técnico-económico.
El procedimiento de diseño mecánico partió de la geometría recomendada por los
estándares. Se necesitó realizar el cálculo geométrico de la posición del cuerpo móvil
del dispositivo, para obtener el giro en función al desplazamiento axial de la máquina
de ensayo. En base al movimiento generado, se calcularon las reacciones por
compresión en los resortes y el implante, y mediante las ecuaciones de equilibrio se
pudo obtener la fuerza del actuador axial necesaria y las fuerzas generadas en cada
elemento. Posteriormente se calcularon los esfuerzos críticos, verificando cada
elemento a fluencia y fatiga, así como las deformaciones permisibles del dispositivo.
Finalmente, como resultado del trabajo se obtuvo el diseño del sistema mecánico:
formas geométricas y materiales definidos, selección de componentes
estandarizados, así como los planos de despiece y ensamble del diseño. El costo
total para desarrollar este proyecto se ha estimado en alrededor de USD 4,850,
tomando en cuenta los costos de diseño, compra de materiales y componentes,
costos de fabricación e imprevistos. |
|---|