Fallas en Implantes Femorales Diapositivas

FALLAS EN PROTESIS FEMORAL
FACULTAD DE INGENIERÍA -
ANALISIS DE FALLAS DE
COMPONENTES MECANICOS
Daniel Andrés Polanco arias, cod.4182397

Luis Sánchez otero cod.4182398
daniel.polanco@estudiantes.uamerica.edu.co
Luis.sanchez@estudiantes.uamerica.edu.co
CONTENIDO
1. PROTESIS FEMORALES
2. MATERIALES
3. PROCESO DE FABRICACION
4. CONDICIONES DE TRABAJO
5. CASOS DE FALLAS
PROTESIS
FEMORALES
PROTESIS FEMORALES
Los implantes femorales son dispositivos médicos que se utilizan en la cirugía
ortopédica para reemplazar o reparar huesos dañados en la región del fémur. Estos
implantes se han convertido en una solución efectiva y comúnmente utilizada en la
medicina moderna para tratar una variedad de condiciones, como fracturas, artritis
y otros trastornos del hueso.
1. El vástago
2. El cuello
3. La cabeza
4. La interfaz
MATERIALES POR
EXCELENCIA
Aleaciones metálicas
El titanio y el acero inoxidable son los materiales más comunes utilizados en la
fabricación de implantes femorales. El titanio es un metal de baja densidad que
ofrece una excelente resistencia a la corrosión y es altamente biocompatible. Se
utiliza en aleaciones con otros metales, como el aluminio y el vanadio, para
mejorar sus propiedades mecánicas. El acero inoxidable es una aleación de hierro,
cromo y níquel que ofrece una alta resistencia a la corrosión y una buena
biocompatibilidad.
Cerámicas
La cerámica de zirconia es uno de los materiales más utilizado en la fabricación de
componentes de implantes femorales. Es una cerámica de alta densidad y
dureza, que ofrece una excelente resistencia al desgaste y una buena
biocompatibilidad. Otras cerámicas utilizadas en implantes femorales incluyen
el alúmina y el carburo de silicio.
En cuanto a la microestructura, la cerámica de zirconia se presenta en una
estructura tetragonal o cúbica, dependiendo de su contenido de óxido de itrio
estabilizante. Esta microestructura se puede ajustar mediante la selección del
proceso de fabricación, como la sinterización.
Polímeros de alta resistencia
El polietileno de alta densidad es uno de los materiales más utilizado en la
fabricación de componentes de implantes femorales, especialmente en
prótesis de cadera. Es un polímero de alta resistencia, resistente al desgaste y
de baja fricción. Otros polímeros utilizados en implantes femorales incluyen el
PEEK (poliéter-éter-cetona) y el PMMA (polimetilmetacrilato).
En cuanto a la microestructura, el polietileno de alta densidad presenta una
estructura semicristalina, con cristales interconectados que proporcionan
resistencia mecánica. El PEEK se presenta en una estructura amorfa o
semicristalina, mientras que el PMMA es un polímero amorfo.
PROCESO DE
FABRICACIÓN
PROCESO DE FABRICACIÓN
El proceso de fabricación de los implantes femorales puede variar según el tipo de material
utilizado y el diseño del implante en sí, pero en general sigue un conjunto de pasos
generales:
• Diseño
• Selección del material
• Fabricación de la pieza en bruto
• Maquinado
• Acabado
• Tratamiento térmico
• Limpieza y esterilización
• Envasado
CONDICIONES DE
TRABAJO
CONDICIONES DE TRABAJO
El implante femoral está diseñado para soportar cargas mecánicas significativas durante la actividad diaria,
como caminar, correr, saltar y otros movimientos que involucran la cadera y la pierna. Las cargas
mecánicas que se aplican al implante femoral pueden variar dependiendo de la actividad del paciente, su
peso corporal y su nivel de actividad. Sin embargo, en general, las cargas a las que se somete el implante
femoral incluyen:
:
Cargas de compresión
Cargas de cizallamiento
Cargas de flexión
Cargas de torsión
CASOS DE FALLAS
CASOS DE FALLAS
a) Fractura del cuello femoral: La fractura del cuello femoral
es una falla común en las prótesis femorales y puede ser
causada por la fatiga del material o por una carga excesiva en
la zona de la prótesis. La metodología de análisis implica la
evaluación de la estructura de la prótesis, la identificación de
la zona de la fractura y la verificación de las cargas en la zona
afectada. Las causas de la falla pueden incluir una selección
incorrecta del material, una mala colocación de la prótesis y
una sobrecarga en la zona de la prótesis. Las
recomendaciones incluyen la selección de materiales de alta
resistencia a la fatiga y una buena fijación de la prótesis. Las
posibles soluciones incluyen el uso de nuevos materiales y
técnicas de fabricación y la mejora del diseño de la prótesis.
CASOS DE FALLAS
b) Aflojamiento de la prótesis: El aflojamiento de la prótesis
ocurre cuando la prótesis se mueve o se afloja de su posición
original. La metodología de análisis implica la evaluación de la
posición de la prótesis y la verificación de las cargas en la zona
de la prótesis. Las causas de la falla pueden incluir una mala
fijación de la prótesis, una mala selección del material y una
sobrecarga en la zona de la prótesis. Las recomendaciones
incluyen una buena fijación de la prótesis y una disminución
de la carga en la zona de la prótesis. Las posibles soluciones
incluyen el uso de nuevos materiales y técnicas de fabricación
y el cambio en el diseño de la prótesis.
CASOS DE FALLAS
c)Desgaste de la prótesis: El desgaste de la prótesis ocurre
cuando la prótesis se desgasta con el tiempo debido a la
fricción y al movimiento. La metodología de análisis implica la
evaluación de la superficie de la prótesis y la identificación de
los mecanismos de desgaste. Las causas de la falla pueden
incluir una mala selección de materiales, una pobre
lubricación y el uso de técnicas de limpieza inadecuadas. Las
recomendaciones incluyen el uso de materiales resistentes al
desgaste, una lubricación adecuada y una limpieza y
mantenimiento adecuados. Las posibles soluciones incluyen el
desarrollo de nuevos materiales y técnicas de lubricación y la
mejora de las técnicas de limpieza y mantenimiento.
CASOS DE FALLAS
d) Falla por corrosión: puede ocurrir cuando la prótesis
femoral está en contacto con líquidos corporales y otros
materiales corrosivos, lo que resulta en la corrosión y la
degradación de la prótesis. La metodología de análisis
incluye la inspección visual y la medición de la
profundidad de la corrosión. Las causas de la falla
incluyen una mala elección de materiales, un diseño
deficiente de la prótesis y una exposición prolongada a
materiales corrosivos. Se recomienda el uso de
materiales resistentes a la corrosión, un diseño
adecuado y la minimización de la exposición a materiales
corrosivos.

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