Propuesta de nuevo modelo de prótesis para timpanoplastia

Maestro Carrapiso, Marina (2017). Propuesta de nuevo modelo de prótesis para timpanoplastia. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Propuesta de nuevo modelo de prótesis para timpanoplastia
Autor/es:
  • Maestro Carrapiso, Marina
Director/es:
  • Muñoz García, Julio
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Fecha: Febrero 2017
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Ingeniería Mecánica
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Con la realización de este trabajo se ha abordado el tema de las prótesis utilizadas en las operaciones de timpanoplastia en el campo de la otorrinolaringología. La timpanoplastia consiste en la reconstrucción de las zonas afectadas del oído medio, en el que se encuentra la cadena de huesecillos compuesta por martillo, yunque y estribo. Este tipo de operaciones tiene el inconveniente de la pérdida de presión que sufren las ondas de sonido a su paso por las prótesis que existen en la actualidad. Esta pérdida de presión se debe en parte a la diferencia entre la forma de la prótesis y la forma de la cadena osicular. Por esto se ha decidido diseñar un nuevo modelo de prótesis que, respetando en su totalidad la forma natural de los huesecillos de la cadena osicular, sea capaz de reemplazar el martillo y el yunque uniéndose al estribo del propio paciente. Teniendo en cuenta que la finalidad de esta prótesis es la de ser implantada en un cuerpo humano, se ha debido mostrar especial atención a todo lo relativo a la seguridad para el paciente que vaya a portarla. Por ello, para cada material que ha sido incluido al estudio, ha debido ser comprobada su biocompatibilidad a través del contraste de información y lectura de distintos ensayos realizados en diferentes partes del mundo. Además, se ha contado con los consejos de personal clínico capacitado, como los cirujanos del campo de la otorrinolaringología. Para el estudio de la forma que debería seguir la prótesis diseñada, se han tenido en cuenta fielmente las formas que el propio cuerpo humano guarda para esta cadena de huesecillos, así como de todo el entorno que la rodea, como son las paredes del oído medio. Para poder mejorar los conocimientos adquiridos a través de investigación y búsqueda de información, se han diseñado los tres huesecillos que componen la cadena osicular en CAD. De esta manera y gracias a la superposición de los mismos se ha procedido a montar la cadena osicular en tres dimensiones. Gracias a esta composición se ha podido obtener una prótesis con la línea que marca la naturaleza en la cadena de huesecillos. Para que su ejecución resulte posible, se han llevado a cabo una serie de simplificaciones de algunas pequeñas partes salientes de la prótesis, que no solo no mejorarían la audición del paciente, sino que además desembocarían en una dificultad a la hora de ser fabricadas y complicarían el implante de la misma. La prótesis obtenida ha sido sometida a una serie de estudios estáticos para verificar las dimensiones, de tal manera que ésta transmitiese la fuerza que se da en la realidad, ya que a través de la llegada de presión de las ondas al tímpano, la fuerza de llegada se ve multiplicada por 1,3 veces en su salida al estribo. La prótesis presentada cumple estrictamente con los cálculos teóricos para transmitir dicha fuerza, y además, se ha realizado un estudio en el que se puede comprobar cómo se vería afectada dicha magnitud en caso de variar sus dimensiones. Para asegurar la integridad de la prótesis se han realizado ensayos de elementos finitos con el programa Solid Edge. En estos ensayos se han simulado dos escenarios diferentes: uno, al nivel sonoro máximo que soporta el oído humano sin sufrir daños (120 decibelios) y otro, en el caso extremo de una deflagración en un incendio. El resultado de ambos ha sido positivo, ya que la prótesis no se ve afectada en los dos niveles de presión. Otro de los puntos que han podido ser abordados en la realización de este proyecto es el de la fabricación de las distintas piezas en técnicas de impresión 3d con resina. Gracias a estos modelos se ha podido comprobar que es posible la fabricación de la prótesis y que es manipulable con las herramientas necesarias. Gracias a los modelos impresos a diferentes escalas se ha podido apreciar en cada uno de ellos un grado de detalle específico y su manejabilidad. El modelo diseñado puede ser un importante candidato a sustituir el martillo y yunque de la cadena osicular en el futuro. Para poder llevar a cabo dicho paso, se deberían realizar estudios referidos a la resistencia que podrían suponer los materiales estudiados en su implante, así como comprobaciones de los cálculos realizados en este trabajo implantándolos en algún modelo de oído que simule la llegada de las ondas sonoras y sea capaz de medir cuánto transmite el estribo a su llegada a la ventana oval tras el paso por la prótesis. Debido a la amplitud del campo de aplicación de este trabajo, quedan muchas líneas futuras abiertas hasta su implante. En este proyecto se han recogido cuáles deberían ser los siguientes pasos que deberían realizarse en caso de tener los medios necesarios. Estos serían su fabricación en material metálico a través de impresión 3d aditiva con polvos metálicos, para lo que se han recogido los principales métodos que hay en la actualidad, y la esterilización a la que habría que someter a la prótesis.

Más información

ID de Registro: 46725
Identificador DC: http://oa.upm.es/46725/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:46725
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 12 Jun 2017 06:35
Ultima Modificación: 12 Jun 2017 06:35
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