Biomecánica de un fémur sometido a carga. Desarrollo de un modelo tridimensional por medio del método del elemento finito / Biomechanics of a femur submitted to load. Development of a three-dimensional model by the finite element method

RESUMEN

Se describe el desarrollo de un modelo tridimensional de un fémur humano por medio del método del elemento finito. La geometría del hueso se determinó a través de 60 cortes tomográficos practicados al fémur de un voluntario masculino, 27 años, 1.74 m, 70 kg de peso, aparentemente sano. Una vez digitalizados los cortes tomográficos, se alimentaron los datos obtenidos al software Ansys (Ansys Inc) versión 5.3. El modelo desarrollado constó de 9 507 elementos y de 16 032 nodos. Tanto las propiedades consideradas, así como las condiciones de carga y de frontera empleadas, fueron obtenidas de la literatura especializada en el tema. Se consideraron un total de cuatro fuerzas externas correspondientes a la reacción de la cadera y a los tres grupos musculares predominantes en la fase de apoyo medio. Se obtuvieron los patrones de esfuerzos de von Mises correspondientes a la aplicación de cuatro, tres, dos y una carga, con lo que es posible establecer el papel que juegan los músculos para absorber parte de las solicitaciones que se ejercen a los huesos. De igual forma este modelo servirá como referencia para estudiar diferentes casos en los que se apliquen prótesis e implantes para cadera