Analisis Por Elementos Finitos De Un Modelo De Lubricacion 2d Para Una Protesis De Cadera

Abstract

Las prótesis de cadera son prácticamente la única solución actual para un
paciente con su articulación totalmente desgastada. Si bien la tecnología para la producción
y posterior colocación de prótesis ha mejorado notablemente, estas funcionan
adecuadamente a lo sumo 15 años. En personas jóvenes, ello puede devenir en nuevas
intervenciones y padecimientos psico-físicos de importancia.
Una de las principales fallas de estos implantes es el desgaste del polietileno del
componente acetabular debido, entre otros factores, a la fricción que se produce entre las
superficies en movimiento.
La articulación de cadera natural contiene un elemento poroso y elástico (cartílago) capaz
de contribuir en el caudal de fluido sinovial que circula por el canal de lubricación formado
entre las superficies. Trabajos anteriores sobre modelos de rodilla, demostraron vía
resultados numéricos que este proceso es uno de los principales responsables de los bajos
coeficientes de fricción que se producen en la articulación sana.
En este trabajo se resuelve numéricamente un modelo bidimensional de lubricación de
prótesis de cadera con movimiento pleno en estado estacionario, reemplazando el polietileno
utilizado actualmente como componente acetabular, por un sustrato genérico poroso de baja
rigidez con capacidad de exudar y absorber líquido sinovial, generando un mecanismo de
autolubricación similar al cartílago articular.
Los resultados preliminares obtenidos a través de un algoritmo basado en elementos
finitos, muestran la disminución del coeficiente de fricción sobre el sustrato si se toman
rangos de valores adecuados del coeficiente de exudación θ, el cual mide la proporción de
fluido del volumen deformado del sustrato, que éste puede liberar o absorber.