Diseño, fabricación y estudio de la estabilidad primaria de un implante metacarpo-falángico personalizado

Abstract

La utilización de dispositivos que sustituyan o que recuperen la función de una estructura biológica faltante o deteriorada, ha mejorado significativamente la calidad de vida de las personas que por alguna razón han perdido total o parcialmente alguna función fisiológica. En la actualidad la fabricación en masa de estos tipos de dispositivos bajo ciertos criterios de estandarización, no facilita o incluso imposibilita su utilización en casos especiales en los cuales la fisiología, edad y condición física del paciente limita el uso de estos. Teniendo en cuenta lo anterior, el grupo de investigación en biomecánica de la universidad Nacional de Colombia GIBM-UN, ha planteado diversos trabajos encaminados a la aplicación de tecnologías de ingeniería inversa e ingeniería asistida por computador, a la solución personalizada en los muy diversos sistemas fisiológicos de cuerpo humano. Es así, que el presente trabajo presenta los resultados obtenidos durante el Diseño, fabricación y estudio de la estabilidad primaria de un implante para articulación metacarpofalángico personalizado, el cual pretende recuperar la función de la articulación anteriormente mencionada la cual es responsable de un gran porcentaje de la función de la mano. Para el desarrollo del presente trabajo, fue necesario la utilización de técnicas de ingeniería inversa aplicadas a la biomecánica, así como técnicas de ingeniería y diseño asistido por computador, que permitieran el entendimiento de la interacción mecánica entre el implante propuesto y la articulación metacarpo-falángica, facilitando así el estudio de su estabilidad primaria, responsable a largo plazo de la estabilidad secundaria o acoplamiento y curación del hueso alrededor del implante. Finalmente, la utilización de técnicas de prototipado rápido permitió la evaluación física del modelo propuesto, obteniendo de esta manera una retroalimentación tanto al especialista como al diseñador validando así el modelo, o brindando la información necesaria para su rediseño.

Abstract The use of devices that replace or recover the function of a missing or damaged biological structure, has significantly improved the quality of life of people who for some reason have totally or partially lost some physiological function. Currently mass production of these types of devices under certain criteria standardization difficult or even impossible to use in special cases in which the physiology, age and physical condition of the patient limits the use of these. Given the above, the research group biomechanics of the National University of Colombia GIBM-UN, has propose various works towards the application of technologies of reverse engineering and computer-aided engineering, the custom solution in very different systems physiological human body. Thus, the present paper presents the results obtained during the design, manufacture and study of primary stability of an implant for metacarpal-phalangeal joint custom, which seeks to recover the function of the aforementioned joint which is responsible for a large percentage of hand function. For the development of this work was necessary to use reverse engineering techniques applied to biomechanics and engineering techniques and computer-aided design, which allow understanding of the mechanical interaction between the implant proposed and the pastern joint -falángica, thus facilitating the study of its primary stability, responsible longterm stability or secondary coupling and bone healing around the implant. Finally, the use of rapid prototyping techniques allowed the physical evaluation of the proposed model, thereby obtaining feedback to both the specialist and the designer thus validating the model, or to provide the information necessary for its redesign.