Análisis del comportamiento mecánico del conjunto tibia-plastia-tornillo tras la reconstrucción del ligamento cruzado anterior. Influencia de distintas variables

Abstract

Este trabajo forma parte de una investigación cuyo principal objetivo es la optimización y personalización de la reconstrucción de LCA utilizando un modelo numérico que simula dicha operación. Los parámetros que caracterizan a cada paciente se pueden modificar geométrica y mecánicamente. Con este objetivo, se lleva a cabo un extenso procedimiento experimental para caracterizar mecánicamente los materiales que intervienen en la reconstrucción (hueso-plastia-tornillo). Este procedimiento parte de la recolección de material biológico y no biológico, aplicando ensayos SPT al hueso cortical, así como ensayos de compresión al hueso trabecular y al tornillo interferencial. La respuesta mecánica de la plastia se obtuvo realizando ensayos de tracción uniaxial, analizando su deformación con el uso de técnicas de correlación de imágenes digitales (DIC). Este proceso permitió definir parámetros como el módulo elástico y el coeficiente de Poisson. Esta técnica, nueva en el campo de la biomecánica, permitirá desarrollar un modelo de comportamiento del conjunto hueso-plastia-tornillo mucho más preciso. Utilizando herramientas de cálculo por elementos finitos, se compara el comportamiento de los distintos casos de estudio dependiendo de la calidad ósea, de las condiciones geométricas de la reconstrucción y finalmente, de los modelos constitutivos elegidos para el hueso trabecular. Dado que la calidad ósea del paciente afecta a la densidad del hueso y, por tanto, a su módulo elástico, se ha llevado a cabo un estudio comparando tres posibles casos de edad (joven, adulto y anciano) para observar el efecto de la calidad del hueso trabecular sobre la posterior respuesta de la fijación en la inserción tibial de la reconstrucción de ligamento cruzado anterior. Estos resultados ayudarán en el preoperatorio, pudiendo elegir previamente a la realización de la operación los parámetros geométricos clave: relaciones de diámetros entre el tornillo interferencial, diámetro del túnel tibial y la elección del tendón sustituto en cada caso de estudio.