Diseño y construcción de una ortesis de rodilla para corregir malformaciones congénitas.
El objetivo de este trabajo es analizar la factibilidad y diseñar una ortesis con la capacidad de corregir una malformación de rodilla, superadora respecto a las propuestas en el mercado. En el manuscrito se detalla el proceso de diseño, se estudian los tratamientos existentes para el genu varum y...
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Publicado: |
2019
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Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) |
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El objetivo de este trabajo es analizar la factibilidad y diseñar una ortesis con la capacidad de corregir una malformación de rodilla, superadora respecto a las propuestas en el mercado.
En el manuscrito se detalla el proceso de diseño, se estudian los tratamientos existentes para el genu varum y genu valgum, se realiza una búsqueda bibliográfica de los dispositivos existentes y se observa que no hay un dispositivo no quirúrgico que actúe imponiendo una fuerza correctiva en lugar de un desplazamiento.
El trabajo se basa en un paciente que sufre de acondroplasia congénita y genu valgum. Se diseñará una ortesis que ayude a corregir la desviación de sus piernas. Para esto la ortesis impondrá una fuerza correctiva, que se estimó en 50 N. La ortesis será articulada para permitir al paciente caminar y efectuará la fuerza mediante un fleje.
A través de un proceso de selección de materiales se definió fabricar la ortesis mediante impresión 3D de nylon y fabricar el fleje superponiendo 4 flejes de acero de bajo espesor.
Se fabricaron tres prototipos para evaluar distintos factores. En base a estos y a el análisis que se hizo de la ortesis se diseñó el modelo final. El sistema propuesto está compuesto por una fijación en cada tobillo, sobre la que se aplica la fuerza correctiva, ejercida por un fleje, vinculado en el extremo opuesto, mediante una articulación, a una fijación sobre la sección proximal de la pierna del paciente. Para evitar la rotación de las ortesis con respecto a la pierna del paciente cuando este flexiona las piernas se incorporó un soporte de cadera que vincula las fijaciones de cada pierna.
Para garantizar que la ortesis sea capaz de resistir los esfuerzos a los que estará sometida se realizó un análisis de tensiones mediante un software de elementos finitos a la fijación superior, por ser la que esta sometida a las mayores solicitaciones. |
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I25-R131-8392021-03-17T15:57:26Z Diseño y construcción de una ortesis de rodilla para corregir malformaciones congénitas. Desing and construction of a knee orthosis to correct bone malformation. Mosquera, Matías Malformaciones congénitas Medicina Congenital malformations Malformaciones congénitas [Orthesis Ortesis Knee orthosis Ortesis de rodilla] El objetivo de este trabajo es analizar la factibilidad y diseñar una ortesis con la capacidad de corregir una malformación de rodilla, superadora respecto a las propuestas en el mercado. En el manuscrito se detalla el proceso de diseño, se estudian los tratamientos existentes para el genu varum y genu valgum, se realiza una búsqueda bibliográfica de los dispositivos existentes y se observa que no hay un dispositivo no quirúrgico que actúe imponiendo una fuerza correctiva en lugar de un desplazamiento. El trabajo se basa en un paciente que sufre de acondroplasia congénita y genu valgum. Se diseñará una ortesis que ayude a corregir la desviación de sus piernas. Para esto la ortesis impondrá una fuerza correctiva, que se estimó en 50 N. La ortesis será articulada para permitir al paciente caminar y efectuará la fuerza mediante un fleje. A través de un proceso de selección de materiales se definió fabricar la ortesis mediante impresión 3D de nylon y fabricar el fleje superponiendo 4 flejes de acero de bajo espesor. Se fabricaron tres prototipos para evaluar distintos factores. En base a estos y a el análisis que se hizo de la ortesis se diseñó el modelo final. El sistema propuesto está compuesto por una fijación en cada tobillo, sobre la que se aplica la fuerza correctiva, ejercida por un fleje, vinculado en el extremo opuesto, mediante una articulación, a una fijación sobre la sección proximal de la pierna del paciente. Para evitar la rotación de las ortesis con respecto a la pierna del paciente cuando este flexiona las piernas se incorporó un soporte de cadera que vincula las fijaciones de cada pierna. Para garantizar que la ortesis sea capaz de resistir los esfuerzos a los que estará sometida se realizó un análisis de tensiones mediante un software de elementos finitos a la fijación superior, por ser la que esta sometida a las mayores solicitaciones. The objective of this work is to perform the feasibility analysis and a significant improved design of an orthosis able to correct a knee malformation. The design process is detailed in the manuscript, the existing treatments for genu varum and genu valgum are studied, a bibliographic research of existing devices is carried out and it is observed that there is no non-surgical device that acts imposing a corrective force instead of a displacement. The work is based on a patient that suffers from congenital achondroplasia and genu valgum. An orthosis will be designed to help correct the deviation of his legs. For this the orthosis will impose a corrective force, which was estimated at 50 N. The orthosis will be articulated to allow the patient to walk and will perform the force with a strip. Through a material selection process it was defined to manufacture the orthosis by 3D printing of nylon and to manufacture the strip by superimposing 4 strips of steel of low thickness. Three prototypes were manufactured to evaluate different factors. Based on these and the analysis that was made of the orthosis, the final model was designed. The proposed system is composed of a fixation on each ankle, on which the corrective force is applied, exerted by a strip, linked at the opposite end, by means of a joint, to a fixation on the proximal section of the patient's leg. To avoid the rotation of the orthoses with respect to the leg of the patient when he flexes his legs, a hip support was incorporated, which links the fixations of each leg. To ensure that the orthosis is able to withstand the stresses to which it will be subjected, a stress analysis was carried out using finite element software to the upper fixation, since it is the one that is subjected to the greatest demands. 2019-06-27 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/839/1/Mosquera.pdf es Mosquera, Matías (2019) Diseño y construcción de una ortesis de rodilla para corregir malformaciones congénitas. / Desing and construction of a knee orthosis to correct bone malformation. Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/839/ |