Análisis biomecánico por el método de elementos finitos en la interfaz de un implante craneal

Abstract

La biomecánica es un área del conocimiento que estudia la mecánica del cuerpo humano; se considera multidisciplinar ya que integra conocimientos en diseño, materiales e ingeniería. En los últimos años los estudios relacionados con ésta han tomado bastante relevancia debido a que cualquier aporte puede potencialmente mejorar la calidad de vida de las personas víctimas de lesiones que el cuerpo humano no es capaz de regenerar. El objetivo de este proyecto es realizar un análisis del estado de esfuerzos y deformaciones en la interfaz de un implante craneal bajo condiciones de carga estática. Adicionalmente, se comparan los modelos del cráneo sano y el cráneo fracturado para determinar el impacto de una lesión en la resistencia mecánica del tejido óseo del cráneo. Con esto se busca mostrar el aporte que puede ofrecer la Ingeniería Mecánica dentro de esta área e incentivar a que se desarrollen más estudios posteriormente. Este proyecto se realizó con el apoyo de la Escuela de Diseño Industrial de la Universidad Industrial de Santander pues fue esta la que proporcionó los modelos CAD que fueron generados a partir de tomografías reales, cuyos análisis se llevaron a cabo en el software ANSYS 15.0. Los resultados obtenidos no sólo permiten identificar las zonas que sufren mayores esfuerzos y deformaciones bajo el criterio de falla de von Mises tanto en el implante como en el cráneo, también permiten evaluar la calidad del diseño del implante y determinar el comportamiento de éste para distintos materiales y así asegurar que el producto final a manufacturar sea el óptimo.