Simulación por elementos finitos de la remodelación ósea en el fémur humano. Influencia de la discretización temporal del ciclo de marcha.
La necesidad de conocer como evolucionará el tejido óseo ante alteraciones en las condiciones que lo rodean existe desde hace siglos. Diferentes modelos han sido enunciados para la consecución de dicho fin, pero todos ellos poseen imprecisiones. Entre ellos, los modelos de remodelación ósea son ampl...
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Sevilla (US) |
| Repositorio: | idUS. Depósito de Investigación de la Universidad de Sevilla |
| OAI Identifier: | oai:idus.us.es:11441/81589 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/11441/81589 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Elementos finitos Óseo Discretización temporal |
| Sumario: | La necesidad de conocer como evolucionará el tejido óseo ante alteraciones en las condiciones que lo rodean existe desde hace siglos. Diferentes modelos han sido enunciados para la consecución de dicho fin, pero todos ellos poseen imprecisiones. Entre ellos, los modelos de remodelación ósea son ampliamente utilizados de manera fenomenológica para estimar la distribución de densidad aparente en huesos a partir de las cargas a las que son sometidos a diario. Estas simulaciones suelen partir de una distribución de densidad homogénea y arbitraria, cambiando localmente hasta que el hueso alcanza el equilibrio remodelatorio. En este trabajo se realiza un estudio previo acerca del conocimiento actual sobre biología ósea, así como una introducción al ciclo de marcha humana normal. Además, se sumerge en la clasificación actual de los distintos modelos de remodelación ósea para explicar en profundidad el utilizado para los análisis de remodelación aquí realizados. Asimismo, se depura y mejora el código de la subrutina UMAT que es utilizada por el software Abaqus para la introducción de las modificaciones del modelo de remodelación estudiadas. De ese modo, se puede llevar acabo el estudio de la influencia de la discretización del ciclo de marcha, ya que el modelo se ha actualizado para que sea capaz de reconocer que fase de las sufridas en un mismo día es la determinante para la remodelación sufrida por cada elemento. Como objetivo del trabajo, se ha comparado la distribución de densidad obtenidad al converger la simulación al usar las cargas que se han utilizado en investigaciones previas y al utilizar cargas más precisas,evidenciándose la diferencia entre unas y otras, siendo el resultado de las segundas mucho más coherente con la realidad. Por otro lado, el objetivo principal es el análisis de la influencia de la discretización uniforme del ciclo de marcha, analizando la influencia de cada fase, así como la necesidad de simular la remodelación teniendo en cuenta distintas fases del ciclo de marcha. Tras la investigación se concluye que es de gran importancia que los ensayos numéricos sobre el proceso dinámico de remodelación ósea se realicen con aquellas fases que sean importantes, habiéndose demostrado como algunas carecen de importancia, mientras que otras condicionan en gran medida el resultado obtenido al converger la simulación. |
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