“INGENIERÍA DE REHABILITACIÓN” Dra. Ing. Silvia E. Rodrigo Carrera de Bioingeniería Facultad de Ingeniería Universidad Nacional de San Juan 2015 “VALORACIÓN DE LA FUNCIÓN MOTORA Y DISEÑO DE ORTESIS Y PROTESIS”

A - BIOMECANICA DEL MOVIMIENTO HUMANO

La Biomecánica es una rama de la Bioingeniería, definida como la mecánica aplicada a la biología. Objetivo: entender el efecto que ejercen sobre el cuerpo humano, fuerzas de origen interno y externo, con el fin de comprender y valorar el comportamiento mecánico normal y patológico de los sistemas biológicos del ser humano y proponer métodos de intervención artificial.

La Biomecánica del Movimiento analiza específicamente el sistema neuro-músculo-esquelético (NME) del cuerpo humano, relacionado con las funciones motoras de la columna vertebral y de las extremidades superiores e inferiores.

El movimiento humano involucra la acción integrada de diversas estructuras y funciones de los sistemas esquelético, muscular y nervioso. Estructura y función de los tejidos del sistema NME del cuerpo humano

Tejido esquelético Se distinguen los tejidos cartilaginoso, óseo y articular. El cartílago cumple funciones importantes durante el crecimiento fetal y en la infancia, ya es capaz de crecer muy rápidamente y simultáneamente posee cierta consistencia. En el adulto se encuentra cartílago en el esqueleto bajo la forma de cartílagos articulares y costales, y formando una armazón rígida para las vías aéreas y el pabellón auricular.

Los cartílagos articulares permiten: - el movimiento de los extremos articulares de los huesos sin que existan fricciones entre éstos, - soportar presiones y golpes importantes.

Hueso esponjoso Hueso compacto Cavidad medular Se distinguen dos tipos de tejido óseo: esponjoso y compacto.

Entre las funciones del tejido óseo figuran: - proveer al esqueleto de la fortaleza necesaria para funcionar como sitio de inserción y sostén del peso para los músculos, - dar cierta rigidez al organismo para protegerlo de la fuerza de gravedad, - proteger al cerebro, médula espinal y parte de los órganos del tórax y del abdomen.

Articulaciones: relación de contigüidad entre dos o más partes esqueléticas, que pueden ser huesos o cartílagos. En las articulaciones del aparato locomotor humano coinciden dos cabezas óseas colindantes con sus cavidades, haciendo posible la realización de movimientos de rotación.

Una de las terminaciones del hueso tiene la forma de cabeza y la otra de acetábulo. El movimiento angular de los huesos se obtiene gracias al giro y al deslizamiento de las superficies cartilaginosas que se encuentran en las epífisis óseas.

La amplitud del movimiento articular es el rango de movimiento angular entre sus límites extremos, que permiten la rotación relativa entre los segmentos óseos a los cuales está vinculada la articulación, haciendo posible que el cuerpo humano pueda realizar distintas actividades motoras.

Tabla I: Rango de movimiento de las articulaciones humanas.

Tejido muscular Estructura del músculo esquelético

Una serie de parámetros permiten valorar la función muscular. Por ejemplo, la resistencia muscular consiste en la capacidad de persistencia de la fuerza muscular. Es esencial para realizar las AVD, ya que una vez que se tiene la fuerza para realizar una tarea repetitiva, la mejoría adicional en el desempeño depende de la resistencia muscular. Se la define como la repetición de contracciones submáximas o persistencia submáxima.

La destreza muscular incluye muchos parámetros tales como velocidad de contracción muscular, agilidad, coordinación y equilibrio. Resulta afectada frente a la presencia de una deficiencia del sistema nervioso, por ejemplo, parálisis fláccida o espástica. Durante la evaluación del desempeño del paciente, se debe valorar no sólo la amplitud de movimiento y de fuerza, sino también la capacidad del paciente para efectuar diferentes tareas, por ejemplo, a través del siguiente inventario:

La valoración del tono muscular también es importante ya que puede afectar otros componentes de la función muscular. Un tono muscular anormal puede presentarse como hipotonicidad o hipertonicidad. A su vez, existen dos tipos principales de hipertonicidad: rigidez, provocada por una descarga prolongada de las motoneuronas alfa; y la espasticidad, correspondiente a una descarga prolongada de las motoneuronas gamma-1, que determina que los husos musculares sean hipersensibles al estiramiento brusco. En el cuadro siguiente se ven las diferencias clínicas entre ambas:

Tejido nervioso Unidad motora, compuesta por un conjunto de fibras musculares, inervadas por la misma neurona motora. A la conexión existente entre el terminal del axón y una fibra muscular, se le denomina unión neuromuscular.

La regulación de la intensidad de fuerza muscular se produce mediante la frecuencia de estimulación y el reclutamiento de unidades motoras. Mayores frecuencias de estimulación reducen el intervalo de tiempo entre dos contracciones musculares consecutivas, resultante del tiempo transcurrido entre la activación, contracción y relajación muscular.

Cualquier alteración o patología que afecte el rango de movimiento articular, fuerza muscular, resistencia muscular, destreza muscular, tono muscular, el control y coordinación motora, y/o la integridad de su piel, alterará el funcionamiento del torso o las extremidades superiores o inferiores.

Análisis de la marcha humana patológica Pueden clasificarse según la etiología, zona anatómica afectada, fase de la marcha involucrada, etc. Las alteraciones básicas se dividen en: deformidad debilidad muscular dolor control neurológico deficitario

Deformidad Aparece cuando los tejidos no permiten una movilidad pasiva suficiente en los pacientes. disminución del rango de movimiento de la cadera, especialmente la rotación interna y flexión movimiento compensatorio exagerado en la espina dorsal lumbar y en la cadera opuesta no afectada Ejemplo: osteoartritis, caracterizada por:

Debilidad muscular Puede ser debida a una atrofia muscular por desuso, lesiones neurológicas o miopatías. nivel de trabajo muscular durante la marcha menor al habitual sustitución de los músculos afectados por otros equivalentes Ejemplo: distrofia muscular, caracterizada por:

Marcha antálgica La causa principal es una excesiva tracción tisular, cuyas reacciones fisiológicas son la deformidad y debilidad muscular. tendencia a evitar el peso del cuerpo sobre el lado afectado disminución de la fase de postura de ese miembro para disminuir presiones en la articulación dolorosa Ejemplo: cadera dolorosa, caracterizada por:

Control neurológico deficitario Pueden ser debidas a cualquier disfunción del sistema nervioso central, médula espinal, nervios periféricos, o del músculo esquelético. espasticidad patrones reflejos primitivos del aparato locomotor Presenta cinco alteraciones básicas, en diferentes combinaciones e intensidad variable: alteraciones de la coordinación alteraciones de la secuencia de actuación muscular alteración de la propiocepción

oscilación anormal del brazo (movimiento en aducción), junto con flexión de hombro, codo, muñeca y dedos sinergia extensora del miembro inferior afectado Ejemplo: marcha hemipléjica, caracterizada por: marcha lenta, con disminución de longitud del paso y aumento de fase de apoyo

B - TÉCNICAS DE VALORACIÓN DEL MOVIMIENTO HUMANO

El estudio del movimiento de un sujeto está orientado a la obtención de características que puedan ser comparadas con las correspondientes a la de sujetos normales. Objetivo: valorar aquellas limitaciones en las funciones neuro- músculo-esqueléticas vinculadas con el movimiento y la movilidad.

Valoración del movimiento articular Técnicas Cinemáticas: goniometría, acelerometría, o estéreo- fotogrametría, que permiten medir posición, velocidad y aceleración de los segmentos óseos y de las articulaciones del cuerpo humano durante su movimiento. Para la valoración del funcionamiento de las articulaciones de las extremidades superior e inferior durante el movimiento, habitualmente se determina en un intervalo de tiempo, la excursión angular de la articulación considerada.

Configuración mecánica y eléctrica de un goniómetro localizado en la articulación de la rodilla. El voltaje de salida es proporcional al ángulo medido. Ventajas: -poco costoso, -señal de salida disponible instantáneamente para registro o procesamiento en una PC, -registro de la rotación planar, independientemente del plano de movimiento articular. Desventajas: -ángulo relativo y no absoluto, -requiere un tiempo considerable para ajuste y alineación, -puede dificultar el movimiento cuando se colocan varios goniómetros simultáneamente, -se necesitan goniómetros más complejos para registrar el movimiento de articulaciones con 2 o 3 GDL. Goniometría

Acelerómetros Habitualmente se emplean transductores de fuerza diseñados para medir las fuerzas de reacción asociadas a una aceleración dada. Si a es la aceleración y m es la masa constante del sistema de medición, la fuerza ejercida por la masa es F = ma, medida con transductores del tipo strain gauge o piezoresistivos, que producen un voltaje de salida V proporcional a la aceleración en magnitud y signo. a m atat anan v=K a n E

Sistema de Referencia: Está formado por una estructura de dimensiones y forma conocidas, en cuyos extremos tiene ubicados marcadores cuya posición es fija y se conoce con precisión. Para minimizar los errores, es necesario calibrar el sistema previo a cualquier medición, intentando cubrir el mayor volumen posible del campo de filmación y análisis. Esterofotogrametría

Cámaras de Video: Se requieren al menos dos para lograr la visualización en 3D de un lado del cuerpo. Para la visualización simultánea de ambas extremidades inferiores o de todo el cuerpo se necesitan al menos 3 cámaras. Habitualmente se emplean 4 o 6 cámaras, dependiendo de la precisión que quiera obtenerse. La velocidad debe ser al menos de 50 o 60 cuadros /s, si bien existen sistemas de alta velocidad de hasta 600 o 1000 cuadros / s. Habitualmente se emplean cámaras de video monocromáticas para luz visible o infrarroja.

Valoración de la función neuro-muscular Para la valoración de la función muscular se considera la fuerza, resistencia y destreza motora, así como el tono muscular. Una manera de valorar la fuerza en pruebas musculares manuales es mediante la siguiente escala: GradoMétodo Lovett (1916) 5/5Normal (N) 4/5Bueno (B) 3/5Regular (R) 2/5Malo (M) 1/5Trazas (T) 0/5Cero (C)

La relación es no lineal, es subjetiva y puede producir resultados variables en distintas oportunidades, estando sujeto a influencias como motivación, fatiga y dolor. Cuando se produce una recuperación de la fuerza muscular, habitualmente se presenta en las siguientes fases: 1) parálisis fláccida, 2) parálisis espástica, 3) movimiento sinérgico, 4) movimiento aislado de algunos grupos musculares, 5) control completo de cada grupo individual de músculos. Por tanto, la descripción de la fuerza muscular no puede basarse sólo en la prueba muscular manual, sino que debe incluir el estadio de recuperación del grupo muscular.

Grupos de variables medidas para evaluar la locomoción humana. Valoración de la marcha humana

Caso de aplicación Metodologías aplicadas a individuo adulto (cadencia: 111 pasos/min). Datos cinemáticos: trayectoria de puntos anatómicos obtenida mediante imágenes registradas por cámaras de video sincronizadas (f m : 60 Hz) y digitalizadas para reconstrucción de movimiento espacial. Datos cinéticos: tres plataformas de fuerza AMTI (OR6-6) para medición fuerza de reacción de la tierra para ambos pies y su punto de aplicación durante el periodo de prueba (f m : 600 Hz), en sincronismo con la filmación del movimiento. Se emplean las técnicas de: Transformación Lineal Directa para reconstrucción del movimiento tridimensional del sistema biomecánico; el filtrado pasabajos por medio de un filtro de Butterworth de 2° orden, para reducir los niveles de ruido de alta frecuencia y suavizar las curvas trayectoria de los puntos anatómicos y; las técnicas de consistencia cinemática, usadas para asegurar la coherencia en cada instante de tiempo del análisis, entre los datos de entrada y la cinemática del modelo biomecánico.

Datos Cinéticos

Módulos del momento neto de fuerza, calculado durante el análisis dinámico inverso para la extremidad inferior derecha, asociados a los actuadores articulares del tobillo, rodilla y cadera. Resultados Cinéticos % ciclo de marcha Momento neto de fuerza (N m) Tobillo Rodilla Cadera

C - DISPOSITIVOS ORTESICOS PARA EXTREMIDAD SUPERIOR E INFERIOR

Dispositivo exoesquelético, utilizado para modificar las características estructurales o funcionales del sistema neuro- músculo-esquelético de la extremidad considerada. Dispositivo externo o interno, utilizado para reemplazar total o parcialmente, un segmento ausente o deficiente de la extremidad considerada. Ortesis: Prótesis:

Funciones de la Extremidad Superior Permitir que la mano alcance cualquier punto del espacio, para: manipular, liberar objetos. mover,

Cualquier alteración o patología que afecte su rango de movimiento, fuerza muscular, sensibilidad, control y coordinación motora, y/o la integridad de su piel, alterará el funcionamiento de la Extremidad Superior (ES).

Ortesis de Extremidad Superior Se denominan según la articulación de ES a la que circundan: SO: shoulder orthosis (ortesis de hombro) HO: hand orthosis (ortesis de mano) EO: elbow orthosis (ortesis de codo) WO: wrist orthosis (ortesis de muñeca)

Se clasifican en: estáticas o posturales: permiten inmovilizar o restringir el movimiento de una articulación de la ES, dinámicas o funcionales: mantienen, mejoran o restauran una función de la ES.

Funciones principales de ortesis de ES: mantener y controlar la posición correcta para alinear articulaciones y estabilizar la ES, proporcionar alivio del dolor y acción anti-inflamatoria en problemas articulares, óseos o de partes blandas,

asistir, facilitar o sustituir un movimiento escaso, mejorando la manipulación de objetos, prevenir y corregir deformidades o retracciones de partes blandas, por efecto de una posición incorrecta sostenida en el tiempo, proteger articulaciones, ligamentos, músculos y partes blandas hasta su curación.

Principios biomecánicos de acción: aplicación de un sistema de fuerzas en tres puntos, para mantener el equilibrio dinámico de la ES, contacto total entre férula y piel, para disminuir presiones en la interfase férula - sujeto.

Ortesis estáticas de ES Ortesis pasivas de antebrazo-muñeca-mano Habitualmente, el miembro y las articulaciones involucradas se ubican en la posición funcional. Comprende un grupo de férulas que inmovilizan en una posición determinada, uno o varios de estos segmentos de la ES. Componentes: cinchas de velcro o cuero y valva palmar, adaptada y conformada sobre el antebrazo del paciente, con longitud suficiente para inmovilizar la región deseada. Figura: Izq.: Férula pasiva larga de muñeca-mano. Der.: Fuerzas generadas por la férula.

Ortesis dinámicas de ES Ortesis funcionales de antebrazo-muñeca-mano-dedos Comprende un grupo de férulas que, mediante diversos dispositivos, logran mejorar la funcionalidad de la mano. Componentes: termoplástico, varillas, cintas, articulaciones móviles y disp. para almacenamiento de energía (bandas elásticas, muelles graduados, etc.). Figura: Ortesis funcional para flexión de dedos. Figura: Ortesis funcional para extensión de dedos.

realizar el apoyo de la extremidad en c. estáticas y dinámicas, amortiguar los impactos durante el apoyo de la extremidad en marcha, permitir la progresión del CM corporal durante la marcha, estabilizar la extremidad durante el apoyo en marcha. Funciones de la Extremidad Inferior Entre ellas, figuran:

En condiciones patológicas, la eficiencia de la marcha se reduce, con el consiguiente incremento del gasto energético que esto implica. Las alteraciones patológicas que afectan a la Extremidad Inferior (EI) se manifiestan particularmente durante la fase de apoyo de la marcha, en donde la EI está sometida a los mayores esfuerzos mecánicos por efecto del peso corporal.

Se describen según la articulación de la EI a la que circundan: Ortesis de Extremidad Inferior AFO: ankle-foot orthosis (ortesis de tobillo-pie) HO: hip orthosis (ortesis de cadera) FO: foot orthosis (ortesis del pie) KO: knee orthosis (ortesis de rodilla)

Se clasifican en: correctoras: corrección/realineación de deformidades anatómicas, funcionales dinámicas: permiten o mejoran la función locomotora. inmovilizadoras: inmovilizan la extremidad a nivel de la fractura,

Funciones principales de ortesis de EI: estabilizar y alinear las articulaciones de la EI durante marcha y bipedestación, prevenir y corregir deformidades severas de rodilla o tobillo (genu varo/valgo, genu recurvatum), descargar total o parcialmente un segmento o articulación de la EI.

restricción de rotación de articulación de la extremidad, a través de aplicación de un sistema de tres fuerzas equilibradas Principios biomecánicos de acción: reducción de fuerzas de cizalladura, utilizando ortesis con marco rígido

contacto total entre férula y piel, para disminuir presiones en la interfase férula - sujeto. reducción de carga axial del peso corporal, empleando encajes que suspenden la extremidad proximalmente,

Ortesis correctoras de EI Bitutor largo Ortesis estabilizadora y alineadora de EI, que facilita la marcha a través del control realizado sobre articulaciones. Figura: Vista anterior y posterior del bitutor largo. Figura: Izq.: Férula correctora de genu varo. De.: Sistema de fuerzas aplicado por su corrección.

Fig.: Diseño estructural de una ortesis para marcha, con referencia de materiales utilizados. diseño estructural, diseño del sistema de control de actuadores. diseño mecánico, Diseño y Desarrollo de Ortesis para la Marcha Fig.: Diseño mecánico de una ortesis para marcha, con indicación de actuadores elegidos. Fig.: Diseño del sistema de control de una ortesis para marcha.

Aplicación al Diseño de Ortesis Plantares Medición de las presiones plantares para diseñar y desarrollar plantillas para individuos afectados por discapacidades motoras de EI.

D - DISPOSITIVOS PROTESICOS PARA EXTREMIDAD SUPERIOR E INFERIOR

La ausencia de toda la extremidad o de parte de ella, proviene de deficiencia esquelética congénita o de amputación por traumatismo o cirugía. Se utilizan expresiones diferentes para ambos tipos de pérdida total o parcial.

La norma IRAM las describe, dividiéndolas en transversas y longitudinales (figura 1). -Deficiencia transversa: ausencia total del hombro o de la hemipelvis y de todos los componentes distales. - Deficiencia longitudinal: cuando sólo una porción de la extremidad está ausente (ejemplo: anexo A). Deficiencias esqueléticas congénitas de extremidades

La norma IRAM las describe en función de una serie de características: - niveles y planos de referencia, - mediciones, - evaluación del funcionamiento de la articulación. Amputación de miembros inferiores

La norma IRAM las describe en función de una serie de características: - niveles y planos de referencia, - mediciones, - evaluación del funcionamiento de la articulación. Amputación de miembros superiores

Niveles de amputación de ES

Dispositivo externo (endoesquelético) o interno (implantable), utilizado para reemplazar total o parcialmente, un segmento ausente o deficiente de la extremidad considerada. Prótesis para extremidades superior e inferior

Las prótesis endoesqueléticas se clasifican en: prótesis funcionales convencionales: la activación, inactivación y control del efector terminal son voluntarios, prótesis mioeléctricas: activación, inactivación y control del efector terminal gobernada por señal electromiográfica, proveniente de restos motores en el muñón.

Prótesis de Extremidad Superior Se denominan según el nivel de amputación de la ES. Niveles de amputación de ES  Cuarto Anterior  Desarticulación del Hombro  Cuello Humeral  Muñón Corto por Encima de Codo  Muñón Largo por Encima de Codo  Desarticulación del Codo  Muñón Muy Corto por Debajo del Codo  Muñón Corto por Debajo del Codo  Muñón Largo por Debajo del Codo  Desarticulación de la Muñeca  Amputación Transcarpiana  Amputación Transmetacarpiana  Amputación Transfalángica

Funciones principales de prótesis de ES: capacidad de prensión, liberación, transporte y alcance de objetos, capacidad de anclaje y suspensión de la prótesis sobre el cuerpo, capacidad de control del movimiento e interacción paciente - prótesis, restablecimiento del equilibrio y simetría de la masa corporal.

Principio biomecánico de acción: transferencia de energía desde la zona proximal del muñón, hasta el dispositivo terminal que interactúa con el medio-ambiente Objetivo: lograr un mecanismo con “efecto pinza”, que le permita al individuo afectado realizar distintas actividades.

El estado actual de la técnica protésica se centra en el desarrollo de dispositivos que esencialmente reproducen 6 funciones motoras básicas del miembro superior: apertura-cierre de la mano, prono- supinación del antebrazo y flexión-extensión del codo. Estas funciones pueden obtenerse mediante el uso de energía corporal propia (prótesis funcionales) o externa (prótesis mioeléctrica).

Protesis funcionales de ES Protesis para amputación de brazo Consta de los siguientes elementos:Accionada por una fuerza de tracción, ejercida y controlada por la musculatura corporal. Elementos de prótesis p/ amputación de brazo. sistema de suspensión unidad de codo sistema de control dispositivo terminal (AV/CV /manos cosméticas) encaje

Prótesis mioeléctrica de ES Utilizan la señal eléctrica generada en la musculatura residual para activar, desactivar y controlar el funcionamiento de motores eléctricos que operan a los mecanismos articulares. El sistema mioeléctrico está formado por: Componentes del sistema mioeléctrico. batería y electrodos articulaciones mioeléctricas dispositivo terminal guante estético

Dispositivo Greifer cerrado y abierto. Dispositivo terminal

Prótesis de Extremidad Inferior Niveles de Amputación en Miembro Inferior  Hemi-Pelvictomia  Desarticulación de Cadera  Muñón Corto por Encima de Rodilla  Muñón del Muslo Medio  Muñón Largo por Encima de Rodilla  Desarticulación de la Rodilla  Muñón Corto por Debajo de Rodilla  Muñón Estándar por Debajo de Rodilla  Desarticulación del Tobillo  Amputación Trans-Tarsiana  Amputación Trans-Metatarsiana  Amputación de los Dedos del Pie

Cuando se produce la amputación del miembro inferior, se pierde la capacidad de: apoyo estático y dinámico, motora de impulso y de frenado durante el ciclo de marcha (CM), amortiguación de impactos, adaptación funcional del miembro inferior en las distintas fases del CM, información sensitiva del pie y del resto del segmento amputado.

Funciones principales de prótesis de EI: capacidad de apoyo estático y dinámico, con transferencia estable y seguro del peso corporal desde muñón hacia el encaje de la prótesis, flexión de prótesis durante fase de oscilación: se relaciona con capacidad de anclaje de la prótesis al organismo, capacidad de suplir función de articulaciones perdidas por amputación,

capacidad de amortiguación de impactos durante transferencias de peso, marcha, carrera, etc., capacidad de control del movimiento e interacción paciente - prótesis, a través de la contracción muscular del muñón, simular una marcha normal. restablecimiento del equilibrio y simetría de la masa corporal,

Principio biomecánico de acción: transferencia de la carga, desde las zonas del muñón que toleran la presión hasta el suelo (contacto total con reparto selectivo de carga). adecuado anclaje/suspensión entre muñón y encaje, necesario para lograr buena estabilidad de prótesis en el apoyo y evitar su descuelgue durante la oscilación.

Protesis funcionales de EI Prótesis tibial Permite reemplazar el segmento de la EI ausente o deficiente a nivel transtibial (por debajo de la rodilla). Consta de los siguientes elementos: Esquema de prótesis transtibial. encaje: suspensión con efecto pinza segmento intermedio: tubo, adaptadores y funda estética: alineación segmento distal: articulación protésica de tobillo-pie

Figura: Esquemas de pie SACH (izquierda), almacenador de energía (medio) y articulado axial (derecha). Segmento distal Es el que establece el contacto con el suelo, pudiendo ser: material viscoelástico para flexión plantar y absorción de impacto no produce impulso en despegue consiguen mayor impulso en despegue por energía almacenada en apoyo: 25-50% normal limitan mov. articular, permitiendo flexión plantar y dorsal

Figura: Prótesis pie flex. Figura: Deportista utilizando un pie flex para velocidad.

Requerimientos básicos a tener en cuenta: propósito, Del dispositivo: Diseño y Desarrollo de Ortesis y Prótesis necesidades ocupacionales y de esparcimiento, tolerancia para el uso de estos dispositivos. Del paciente: cómodo y estéticamente apropiado, satisfacer una necesidad real, liviano y poco costoso, considerar equipos prefabricados y parcialmente ensamblados.

Su estudio comprende la integración de conocimientos provenientes de la fisiología y fisiopatología articular, biomecánica (cinemática y cinética articular, tensiones y deformaciones articulares), biotribología (rozamiento y desgaste articular producido por la transmisión de cargas mecánicas y su atenuación mediante la lubricación), biomateriales, etc. Particularmente nos referiremos al implante de cadera. Desde los años 70’, la biomecánica de la cadera ha ocupado un rol fundamental para el desarrollo de implantes para esta articulación, lo cual ha estimulado el reemplazo de otras articulaciones afectadas por patologías similares. Prótesis implantables de extremidad inferior

Las 4 causas principales de fracaso de una artroplastía de cadera son la infección, el aflojamiento del vástago y del cotilo y la rotura del vástago, que pueden presentarse en forma individual o combinada e incluso asociados o provocados por factores como el desgaste y la liberación de partículas extrañas en el seno de la articulación, la osteolisis localizada por sobrecarga del hueso (reabsorción ósea), la rotura de la interfase hueso-implante, etc.

De ahí que resulta necesario conocer en profundidad la biomecánica de la cadera y su artroplastía para: - el diseño de nuevos implantes y técnicas de intervención que conduzcan a mejores resultados, - la solución de los problemas que pueden aparecer durante y luego de la cirugía, - la selección del implante más adecuado para cada paciente en función de su edad, situación de salud y actividad.

Para el diseño adecuado de un implante de cadera se requiere conocer el tipo de articulación (diartrosis) considerada, sus grados de libertad, excursión angular en cada plano de movimiento, fuerzas y momentos a los que está sometida la articulación en reposo y en actividad, estado tensional de la articulación, así como las patologías o alteraciones para las cuales se indica habitualmente la artroplastía de cadera.

Tipo de articulación : diartrosis, ya que las superficies articulares se desplazan libremente y suelen permitir un amplio rango de movimiento, en este caso de tipo triaxial (esferoidea o enartrosis con 3 GDL), posibilitando los movimientos de flexo-extensión, abducción-aducción y rotación interna-externa.

Parámetros del componente femoral (vástago) tipo Charnley

Biomecánica, materiales y diseño de prótesis en la artroplastia de rodilla. Aplicación al Diseño Protésico Piel y tejido celular subcutáneo Tendón crural Extremo distal del fémur Rótula Bolsa serosa Extremo proximal de la tibia Vasos Cóndilo femoral Cartílago articular Superficie ósea trabecular Tejido muscular