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ISSN 1729-519X (Impreso)

2021, Número 4

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Revista Habanera de Ciencias Médicas 2021; 20 (4)


Evaluación del desempeño de una nueva prótesis de disco intervertebral cervical mediante el método de los elementos finitos

Lage BJC, Conde FBD, Fleites ME, Barroso BB, Valle PA

Idioma: Español
Referencias bibliográficas: 27
Paginas: 1-6
Archivo PDF: 1175.95 Kb.


RESUMEN

Introducción: El tratamiento inicial de la cervicalgia por degeneración de los discos intervertebrales es conservador, pero en caso de fallo la discectomía es la opción quirúrgica habitual, sustituyendo el disco por un injerto óseo u otra estructura que cumpla total o parcialmente las funciones del primero. El Servicio de Neurocirugía del Hospital General “Camilo Cienfuegos” de Cuba ha diseñado un nuevo modelo de prótesis de disco intervertebral cervical para tratar esta enfermedad.
Objetivo: Evaluar el desempeño mecánico de la prótesis diseñada a través del método de los elementos finitos bajo las cargas habituales de la columna cervical.
Material y Métodos: Se realizó un estudio experimental mediante la simulación numérica, según el método de los elementos finitos, sometiendo la prótesis a las cargas axiales recomendadas por las normas ASTM F2423-11e ISO 18192- 1.2011 mediante el software Free CAD 0.18.
Resultados: Los mayores esfuerzos soportados por la prótesis en la posición neutral, flexión anterior y flexión lateral fueron de 28.79 MPa, 52.29 MPa y 55.59 MPa respectivamente. La prótesis no sufrió ninguna fractura al no sobrepasar los valores anteriores al límite elástico del material que la constituye. La mayor deformación descrita fue de 1 μm.
Conclusiones: La mayor concentración de esfuerzos en la prótesis se ubicó en el punto de contacto de la cavidad prismática de la pieza superior al hacer contacto con el prisma de la pieza inferior. El dispositivo diseñado no sufrió ninguna deformación significativa ni se fracturó ante las cargas aplicadas.


REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)

  1. Abdou S. Inter-vertebral disc prosthesis with variable rotational stop and methods of use. Estados Unidos; US8303660 B1. November 2012.

  2. Vialle LR, Manubu I, Riew KD. AOSpine Masters Series. Cervical Degenerative Condition. New York: Thieme; 2015.

  3. María PP. Cervical Spine. Minimally Invasive and Open Surgery. New York: Springer; 2016.

  4. Lafuente J. El implante discal cervical como alternativa a la artrodesis en el tratamiento quirúrgico de la cervicoartrosis[Tesis Doctoral]. Barcelona: Universidad Autónoma de Barcelona; 2000.

  5. Lage JC, Conde BD, Fleites E. Tratamiento de la hernia discal cervical. Hospital General Provincial “CamiloCienfuegos”. Gaceta Médica Espirituana [Internet]. 2020 [Citado 02/08/2020];22(2):[Aprox. 2p.]. Disponible en: http://www.revgmespirituana.sld.cu/index.php/gme/issue/view/117

  6. Chin KR, Pencle F, Benny A, Seale JA. Placing ball and socket cervical total disc replacement using instant center ofrotation. Journal of Orthipaedics. 2019; 16: 390-2.

  7. Hammer C, Heller J, Kepler C. Epidemiology and pathophysiology of cervical disc herniation. Seminars in SpineSurgery. 2016; 28: 64-7.

  8. Ting kui W. Cervical disc arthroplasty for the treatment of adjacent segment disease: A systematic review of clinicalevidence. Clinical Neurology and Neurosurgery. 2017; 162: 1-11.

  9. Tingkui W. Artificial cervical disc replacement with the Prestige-LP prosthesis forthe treatment of non-contiguous 2-level cervical degenerative discdisease: A minimum 24-month follow-up. Clinical Neurology and Neurosurgery. 2017;152: 57-62.

  10. Nesterenko SO, Riley LH, Skolasky, RL. Anterior cervical discectomy and fusion versus cervical disc arthroplasty:current state and trends in treatment for cervical disc pathology. Spine. 2012; 37: 1470-74.

  11. Coombs DJ, Rullkoetter PJ, Laz PJ. Efficient probabilistic finite element analysis of a lumbar motion segment. Journalof Biomechanics. 2017; 61: 65-74.

  12. Muñoz J. Modelo numérico de una unidad vertebral funcional humana. [Tesis de grado]. Madrid: UniversidadCarlos III Madrid; 2015.

  13. Celigüeta JT. Método de los elementos finitos para análisis estructural. 3 ed. San Sebastián: UNICOPIA C.B; 2008.

  14. Schwer LE. Guide for Verification and Validation in Computational Solid Mechanics. United States of America: TheAmerican Society of Mechanical Engineers; 2006.

  15. Fragkou K. Mechanical and Computational Modeling of Implants. [Tesis de Mestría]. Grecia:Universidad dePatras; 2017.

  16. ASTM F2423-11 Standard Guide for Functional, Kinematic, and Wear Assessment of Total Disc Prostheses. En:Annual Book of ASTM Standards. USA: ASTM International; 2011. p. 1-9.

  17. International Organization for Standardization. ISO 18192-1.2011 Implants for Surgery-Wear of Total IntervertebralSpinal Disc Prostheses-Part 1: Loading and Displacement Parameters for Wear Testing and Corresponding EnvironmentalConditions for Tests. Geneva: International Organization for Standardization; 2011.

  18. Protechno. Advanced products for dental labs [Internet]. España: Protechno; 2017 [Citado 02/08/2020].Disponible en: www.protechno.com

  19. O´Brrien WJ, Ryge G. Materiales dentales y su selección. La Habana: ECIMED; 2005.

  20. Blancas I, Aguilar S. Diseño de prótesis de disco intervertebral lumbar [Tesis de grado]. Mexico: UniversidadNacional Autónoma de México; 2014.

  21. Doicin CV, Ulmeanu ME, Frincu AS, Echache VC. Concept Development of a New Lumbar Intervertebral DiskImplant. MATEC Web of Conf. 2017; 137: 1-12.

  22. Li Y. Finite element analysis of influence of axial position of center of rotation of a cervical total disc replacementon biomechanical parameters: simulated 2-level replacement based on a validated model. WorldNeurosuegery. 2017; 106: 932-8.

  23. Chen WM. Strain behavior of malaligned cervical spine implanted with metal-onpolyethylene, metal-on-metal, andelastomeric artificial disc prostheses - A finite element analysis. Clinical Biomechanics. 2018; 59:1 9-26.

  24. Goel V, Faizan A, Palepu V, Bhattacharya S. Parameters that effect spine biomechanics following cervical discreplacement. European Spine Journal. 2012; 21 (5): 688-99.

  25. Yu CC. A new cervical artificial disc prosthesis based on physiological curvature of end plate: a finite elementanalysis. The Spine Journal. 2016; 16: 1384-91.

  26. Jun Z. Biomechanical effects of cervical arthroplasty with U-shaped disc implant on segmental range of motion andloading of surrounding soft tissue. European Spine Journal. 2014; 23: 613-21.

  27. Ho J, Man W, Hyuk Y, Jahng TA. A Biomchanical Analysis of an Artificial Disc Whith a Shock-absorbing FinCoreProperty by Using Whole-cervical Spine Finite Element Analysis. SPINE. 2016; 41 (15): E893-E901.




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