Modelos numéricos de remodelación ósea. Análisis crítico

Abajo Losada, Héctor (2021). Modelos numéricos de remodelación ósea. Análisis crítico. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Modelos numéricos de remodelación ósea. Análisis crítico
Author/s:
  • Abajo Losada, Héctor
Contributor/s:
  • Ros Felip, Antonio
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Date: February 2021
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería Mecánica
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

El tejido óseo del esqueleto soporta importantes cargas mecánicas muy variables en intensidad, dirección y frecuencia. La morfología, la rigidez y la resistencia de los huesos están adaptadas a esas condiciones. Además, el hueso es un tejido vivo con gran capacidad de auto remodelación frente a los cambios. La manifestación más evidente de esa capacidad es la autorreparación de fracturas, pero también es bien conocida la remodelación que sigue a la implantación de elementos protésicos en Traumatología. La influencia de las cargas mecánicas en la remodelación ósea fue estudiada ya a finales del siglo XIX, pero no fue hasta la década de los 70 del pasado siglo que empezaron a proponerse teorías matemáticas completas sobre este fenómeno. En los años 90 estas teorías culminan en la de Stanford de remodelación ósea isótropa, que se implementa inmediatamente en programas de cálculo por elementos finitos. Poco después los programas incorporaron formulaciones tensoriales de la anisotropía del problema y se aplicaron al diseño de elementos protésicos y a la predicción de los correspondientes procesos de remodelación. Desde hace unos diez años la literatura sobre este tema ha descendido radicalmente. La razón es que se ha impuesto una realidad que fue pasada por alto en las ambiciosas pretensiones de los investigadores. La remodelación ósea es un problema en el que el alcance de los planteamientos de la Mecánica del Medio Continuo está muy limitado. Hay grandes incertidumbres en los estados de carga, especialmente en cuanto a las acciones musculares; en las propiedades mecánicas de los materiales; y, muy especialmente, en las condiciones de contorno entre las paredes óseas y las superficies de los elementos protésicos. La transmisión de cargas entre las mismas constituye un problema de fuerte hiperestaticidad de imposible solución analítica por el desconocimiento de la rigidez dinámica de las zonas de contacto. Si a eso sumamos la complejidad del entorno biológico se concluye que este es un problema claramente no determinista. En este TFG se hace una revisión crítica de las teorías de remodelación ósea, recurriendo a los planteamientos básicos de la Mecánica de los Medios Continuos, a la utilización de modelos físicos optomecánicos y a la evaluación de casos clínicos relativos a operaciones de Traumatología comunes (artroplastias totales de cadera y rodilla) y de Odontología (implantes dentales).

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Item ID: 66438
DC Identifier: https://oa.upm.es/66438/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:66438
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 12 Apr 2021 13:04
Last Modified: 20 Jun 2021 22:30
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