Simulación del deterioro del cemento y sus interfaces en prótesis de cadera

Abstract

El aflojamiento de la interfaz cemento-prótesis y el deterioro del cemento son dos de los factores fundamentales, que condicionan la vida a largo plazo de las prótesis de cadera cementadas. En este trabajo estos dos mecanismos de fallo se han simulado por medio del método de los elementos finitos. Por un lado, la simulación de aflojamiento de la interfaz cemento-prótesis se ha realizado por medio de la teoría de las superficies cohesivas, que se ha implementado en un elemento interfaz, mientras que para el deterioro del cemento y sus propiedades viscoelásticas se han planteado un modelo basado en la teoría de la mecánica del daño continuo. El modelo desarrollado presenta una serie de parámetros, como las propiedades mecánicas de la interfaz, las leyes de acumulación de daño de la interfaz y del cemento, el efecto de cierre de las grietas del cemento y la ley de evolución del coeficiente de rozamiento entre superficies, que fueron estimados para predecir los deslizamientos experimentales de un vástago dentro de una capa de cemento en un modelo simplificado de una prótesis de cadera . Además de llevó a cabo un análisis de sensibilidad para determinar la influencia de cada uno de los parámetros sobre los deslizamientos y el deterioro del cemento. Esta simulación conjunta de la problemática de la prótesis de cadera cementadas permite aplicarla a la comparación de prótesis comerciales (Exeter, Charnley, Elite Plus y ABG II). No sólo se ha analizado el deterioro del cemento y de la interfaz cementp-prótesis en las cuatro prótesis comerciales sino también la migración del vástago dentro de la capa de cemento comparando todos los resultados entre las diferentes prótesis y con lo observado clínicamente.

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