Evaluación biomecánica de daño en hueso trabecular primario de la epífisis femoral en infantes de 6 años de edad. Modelo computacional 3d usando elementos finitos

El estudio de enfermedad de Legg – Calvé – Perthes (LCPD) es de gran importancia ya que afecta en etapas de crecimiento donde los huesos y articulaciones están en constante cambio. Esta patología es causada por falta de irrigación sanguínea principalmente y debido a que es una enfermedad poco común es complicado realizar un diagnóstico acertado. Debido a que los tratamientos para este tipo de enfermedades requieren procedimientos quirúrgicos o invasivos en los pacientes y no siempre cumplen con su objetivo, el uso de herramientas computacionales se convierte en una alternativa viable para el análisis de estas patologías y entender su curso natural y la posible generación de métodos de contención, sin embargo, se han implementado diferentes modelos de carga bajo los cuales puede ser evaluado el comportamiento biomecánico del tejido óseo implicado, pero no hay un consenso sobre el tipo de modelo más adecuado para ser implementado en este tipo de estudios. A partir de tomografías computarizadas (TC) se reconstruyó el modelo CAD fisiológico y uno patológico de la cadera de un infante de 6 años, y a partir de simulación computacional se estudió el comportamiento de la cadera bajo condiciones sanas y necróticas teniendo en cuenta un modelo de carga vectorial y un modelo de carga muscular. Los resultados permiten evidenciar las ventajas y desventajas que se presentan al implementar un modelo de carga en específico frente a otro. Un modelo de carga vectorial permite representar de buena manera el comportamiento de la articulación coxofemoral mientras que el modelo de carga muscular brinda mejores aproximaciones en zonas específicas de la cadera. Sin embargo, el modelo muscular demanda un proceso más exhaustivo en la construcción de su modelo de carga el cual puede no ser necesario dependiendo del interés del estudio. The study of Legg - Calvé - Perthes disease (LCPD) is of great importance since it affects in stages of growth where bones and joints are constantly changing. This pathology is caused by lack of blood supply mainly and because it is a rare disease it is difficult to perform a correct diagnosis. Because the treatments for these types of needs require requirements surgical or invasive in patients and do not always meet their objective, the use of tools computational techniques becomes a viable alternative for the analysis of these pathologies and to understand their natural course and the possible generation of containment methods, however, different load models have been implemented under which the biomechanical behavior of the bone tissue involved can be evaluated, but there is no consensus on the most suitable type of model to be implemented in this type of study. From computed tomography (CT) scans, the physiological CAD model and a pathological one of the hip were reconstructed. of a 6-year-old infant, and from computer simulation the behavior of the hip was studied under healthy and necrotic conditions taking into account a vector load model and a muscle load model. The results show the advantages and disadvantages that arise when implementing a load model in specific versus another. A vector load model that allows a good representation of the behavior of the hip joint while the muscle loading model provides better approximations in areas specific to the hip. However, the muscle model demands a more exhaustive process in the construction of its load model which may not be necessary depending on the interest of the study. Ingeniero Mecánico http://unidadinvestigacion.usta.edu.co Pregrado