Análisis de sensibilidad de parámetros tribológicos en el sistema muñón-socket en la distribución de esfuerzos en amputados transfemorales.

Abstract

El confort en pacientes con amputación de miembro inferior y especialmente con amputación transfemoral es un tema con poco desarrollo y que involucra un gran impacto social, son muchos los factores que afectan la percepción de bienestar de los usuarios de este tipo de prótesis. Desde el punto de vista ingenieril se trabaja en la interacción del muñón con el socket, para tratar de mejorar la adaptación del paciente y para disminuir la posibilidad de crear lesiones en los tejidos blandos que en el peor de los casos conllevan a una nueva amputación. En esta investigación se realizó el análisis de sensibilidad de los parámetros tribológicos Ra y HSC sobre la magnitud de los esfuerzos en la piel del muñón de amputados Transfemorales. Se verificó mediante un diseño experimental y mediciones en un esclerómetro, que la textura superficial influencia la medición del coeficiente de fricción entre la piel y el polipropileno. Posteriormente empleando el método de los elementos finitos y modelos multicapa se determinó como la variación del coeficiente de fricción influencia la distribución y la magnitud de los esfuerzos sobre el muñón, se encontraron variaciones en los esfuerzos cortantes entre el 5 y el 35 % y para la presión entre el 10 y el 16 %, se estableció que el emplear materiales hiperelásticos y modelos multicapa para modelar los tejidos blandos es un procedimiento válido que se acerca al comportamiento real. Con el fin de seleccionar los parámetros tribológicos más adecuados, se realizó un análisis estadístico entre los valores de Ra, Rq, Rv, Rt y HSC, medidos en sockets fabricados en seis diferentes empresas nacionales. Se propuso una metodología empleando la ley de Amontons y nuevamente el método de los elementos finitos para calcular de forma inversa el coeficiente de fricción entre la piel y el polipropileno, teniendo en cuenta las cargas generadas durante el proceso de postura del socket, las cargas generadas durante la fase de apoyo de la marcha humana, las variables tribológicas y cuatro geometrías de la superficie del polipropileno.