Ingeniería Mecánica 1 (2002) 19-25 © 2002 – Ediciones MECANICA 19 Determinación del desgaste del componente acetabular en prótesis totales de cadera. G. García del Pino*, E. Gonçalves **, R. Gonzáles Lima **, R. Dantas Queiroz ***, J. L. Valín Rivera*. *Departamento de Tecnología de Construcción de Maquinaria. Facultad de Ingeniería Mecánica. Instituto Superior Politécnico José A. Echeverría (ISPJAE). Calle 127 s/n, CUJAE, Marianao 15, Ciudad Habana, Cuba. Teléfono: 53 7-260 2267, Fax: 53 7-267 7129. E-mail: ggdelpin@mecanica .ispjae.edu.cu. * *Dpto. de Ingeniería Mecánica de EPUSP, Brasil. * * * Escuela Paulista de Medicina, Brasil. (Recibido el 12 de Noviembre del 2001, aceptado el 15 de Diciembre del 2001). Resumen En este trabajo se realiza un estudio a través del Método de los Elementos Finitos “MEF” sobre el desgaste del componente acetabular durante el ciclo de marcha y considerando algunos casos extremos de cargas como subir y bajar escaleras, levantarse de una silla, etc. Utilizando el MEF fueron modelados independientemente los componentes acetabular y femoral de la prótesis total de cadera y puestos en contacto posteriormente. Fueron estudiadas varias posiciones del acetábulo así como diferentes casos de carga simulando pacientes con diferente peso corporal y actividades físicas. Para evaluar los resultados se crearon rutinas en lenguaje C que organizaron los mismos para un tratamiento estadístico posterior. Palabras claves: biomecánica, ortopedia, elementos finitos, modelación, desgaste, prótesis de cadera. 1. Introducción. La importancia de conocer las fuerzas de contacto en la articulación para el caso de la implantación de prótesis total de cadera, reside en el hecho de entender la función y la conducta de una articulación normal y compararla con otra dañada, así como también proporcionar los medios para la proyección de prótesis y evaluar regímenes de rehabilitación y los efectos de tratamientos, [1]. Como el contacto es realizado entre la cabeza del componente femoral y el polietileno de ultra-alto peso molecular (UHWMP) de la cúpula acetábular, el material producido como resultado del desgaste de estas superficies puede provocar como respuesta biológica, una reabsorción del hueso en el endósteo y deterioro de la interfase hueso-prótesis, tanto para el componente acetabular como para el componente femoral, además de los problemas como la infección y pérdida de la implantación en un cierto periodo de trabajo, [2]. Las fuerzas de contacto pueden ser determinadas colocando una instrumentación de medición adecuada en los implantes. Normalmente, éstos implantes instrumentados ofrecen una información exacta y pueden estudiarse varias actividades y comportamientos bajo carga pero, tienen un costo alto, son técnicamente más complejos, requieren varios meses para completar el estudio de la implantación, no ofrecen beneficios directos al paciente, y por otro lado, cuando aumenta la temperatura en la superficie de contacto, introducen errores altos en los resultados [3]. Otra forma de determinar las fuerzas de contacto es haciendo uso de la modelación matemática, mediante la cual pueden ser realizados diferentes estudios a bajo costo, aunque se hace necesario introducir algunas simplificaciones. La articulación fémur - cadera es una articulación de tipo esferoide cuyas superficies articulares son esféricas. La cabeza femoral se constituye por dos tercios de una esfera de 40 a 50 mm de diámetro y se sostiene por el cuello femoral que asegura la unión con la diáfise, como se observa en la Figura 1. EL eje del cuello femoral forma un ángulo denominado de "Inclinación" de 125 o con el eje diafisário en el adulto. Este eje llamado ángulo de "Declive", es de 10 o - 30 o con relación a la vertical, también llamado ángulo de "Anteversion". El