Determinación experimental de la vida útil de una placa de compresión dinámica para la reducción de fracturas a nivel de la diáfisis del fémur

Abstract

Las Placas de Compresión Dinámica (DCP), utilizadas principalmente en el tratamiento de fracturas diafisarias de huesos largos, tienen la capacidad de conseguir una reducción anatómica de las porciones óseas fracturadas. El presente trabajo tiene como finalidad determinar la vida útil de la placa, para una fractura en el fémur a nivel de la diáfisis; para ello, se realiza el diseño de la placa, y se elabora el análisis de esfuerzos bajo la acción de cargas de compresión, flexión, torsión, a las cuales puede estar sometida la placa en condiciones de operación; adicionalmente, consideró un cuarto caso referente a una carga de impacto. Para el análisis se llevaron a cabo estudios estáticos mediante el uso de un programa basado en el Método de Elementos Finitos (MEF) en un sistema de interacción definido por el hueso-placa-tornillo, las cargas se aplican en el hueso y se restringe el movimiento en la región distal. Además, se realizó la simulación de fatiga con la finalidad de obtener el número de ciclos de falla para la placa. Se determinó que la concentración de esfuerzos se da en los agujeros más cercanos al foco de la fractura y que para las principales cargas el material de la placa no supera el límite elástico; no obstante, para el caso de carga de impacto la placa no soporta el incremento de carga, lo cual provoca un sobresfuerzo en la misma. Por otra parte, los resultados de la simulación de fatiga determinaron en el número de ciclos de carga antes del fallo por fatiga de la placa. Finalmente, la placa fue construida de acero inoxidable AISI 316L, prestando especial atención en conseguir un buen acabado superficial.