Análisis de Tensiones de un Espaciador de Cadera con Alma de Titanio

Abstract

La utilización de espaciadores de cadera es un tratamiento empleado en el reemplazo de una prótesis aflojada por infección, previo a la colocación del segundo reemplazo. El tratamiento consiste en implantar el espaciador hecho de polimetil-metacrilato (PMMA) impregnado de antibióticos, con una morfología idéntica al componente femoral de la prótesis. Este componente permite preservar cierta funcionalidad de la cadera y realizar un tratamiento localizado de la infección. Sin embargo, el PMMA tiene una resistencia mecánica muy baja respecto de los metales utilizados para las prótesis. Aunque el objetivo del espaciador es permanecer temporariamente en la articulación, es deseable que su resistencia a la fractura se incremente, previniendo así las fallas prematuras en períodos que no llegan a completar el tratamiento. Este aspecto motiva el presente trabajo centrado en optimizar las prestaciones mecánicas del espaciador mejorando su diseño mediante la inclusión de un alma de titanio en la matriz de PMMA. En esta primera etapa, se realiza un análisis de tensiones mediante la simulación computacional de un modelo 3D de un espaciador, en condiciones estáticas que emulan las condiciones de carga que soporta un implante de cadera. Los resultados muestran que la inclusión de un alma de metal en el seno de la matriz de PMMA reduce las tensiones sobre el acrílico y elevaría la vida útil que se predice antes de la aparición de fallas por fatiga. Las dimensiones del alma de metal propuesta, dependen del peso del paciente y de la actividad simulada, proponiendo en este trabajo un conjunto de posibles criterios para la selección del espaciador a colocar y de las posibles actividades que cada paciente podrá realizar.