VALIDACIÓN NUMÉRICA Y EXPERIMENTAL DE UN ARO DE FIJACIÓN EXTERNA ILIZAROV PARA FRACTURAS

Resumen

La validación numérica de sistemas biomecánicos sigue siendo un tema de interés. Por lo anterior, este trabajo tiene como objetivo determinar y analizar el comportamiento mecánico del sistema de fijación externa circular Ilizarov (F.E.C) y su validación numérica por M.E.F con resultados de pruebas experimentales por extensometria basadas en ASTM F-1541-02 A.3 (Standard Specification and Test Methods for External Skeletal Fixation Device) [1], en donde previamente se fabricaron probetas en base a ASTM-E8M [3]. A través de este trabajo se obtuvieron el diagrama fuerza-deformación de la prueba experimental, por medio de un  sistema adquisitor, utilizando extensometria con strain-gages [2], y se compararon los resultados contra un análisis numérico del tipo multi-lineal isotrópico, Los resultados presentan una comparación entre los resultados por simulación numérica y experimental, se muestran  la rigidez, curvas de fuerza versus desplazamiento,  esfuerzo y fuerza versus deformación unitaria, en donde se obtuvo  el diagrama fuerza- desplazamiento, con una fuerza al punto de fluencia de 1800 N, con su respectivo desplazamiento de 3.4 mm, de lo que se calcula la rigidez del fijador y se obtiene el valor de 530 N/mm, con lo cual , se excede el criterio interno T.D.I, el cual define parámetros de rigidez y fuerza para la aceptación de dispositivos médicos, la simulación del aro y su validación son parte de las pruebas requeridas por la COFEPRIS, para la regulación sanitaria correspondiente a pruebas biomecánicas en dispositivos médicos.

Este trabajo permitió observar los efectos estructurales del aro de fijación externa de manera experimental y la validación de su modelo numérico. Adicionalmente se lograron simular las no-linealidades por contacto en la región de unión del aro, obteniendo buenos resultados no solo cualitativos, si no también cuantitativos. Finalmente, los resultados obtenidos en este trabajo permitirán simular de manera confiable, el sistema completo de fijación externa circular Ilizarov y con ello tener un modelo numérico completo de este sistema para estudios e investigación posteriores.

Palabra(s) Clave(s): F.E.C. Ilizarov, Aro, Strain-gage, Traumatología por osteosíntesis, Prueba de compresión, Elemento finito.