Diseño de Celdillas Reticulares Específicas para el Paciente y Análisis de Elementos Finitos en Cirugías de Fusión...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería de Biomateriales
• Cirugía Ortopédica
• Diseño Computacional

Sus antecedentes:

• Los implantes intersomáticos para la fusión espinal enfrentan desafíos de desajuste mecánico, lo que lleva al blindaje por estrés y a una pobre integración ósea.
• Los diseños actuales a menudo carecen de la adaptabilidad para igualar las complejas propiedades mecánicas del hueso espinal.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar implantes intersomáticos específicos para el paciente con distribuciones de rigidez graduada que imiten el hueso espinal nativo.
• Mejorar la compatibilidad biomecánica, el reparto de cargas y promover la osteointegración en la fusión espinal.

Principales métodos:

• Se utilizó una base de datos sintética de valores del módulo de Young del hueso espinal, considerando las regiones anatómicas y los factores específicos del paciente.
• Se empleó un enfoque de diseño generativo paramétrico para adaptar la geometría de la unidad de celosía a la rigidez objetivo (200-3000 MPa).

Principales resultados:

• El análisis de elementos finitos mostró una reducción del 30% al 50% en el blindaje por estrés en comparación con los implantes convencionales.
• Los prototipos fabricados aditivamente demostraron relaciones sintonizables de rigidez-porosidad con una resistencia al límite elástico ≥150 MPa.

Conclusiones:

• El diseño propuesto de implante específico para el paciente mejora significativamente la distribución de cargas y reduce el riesgo de colapso del implante.
• La integración del diseño computacional con la fabricación aditiva ofrece un camino hacia implantes espinales específicos para el paciente superiores.