Escuela de Ciencias e Ingeniería

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Examinando Escuela de Ciencias e Ingeniería por Director "Guerrero, Jose Alejandro"

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    Biomechanical stability assessment of stemless shoulder implants through a validated finite element analysis
    (2025-12-09) Morales Urzola, Oswald Leonardo; Guerrero, Jose Alejandro
    La predicción precisa del micromovimiento es fundamental para estimar la fijación inicial del implante, ya que desplazamientos excesivos pueden comprometer la osteointegración y el éxito clínico a largo plazo. Esta tesis evalúa la estabilidad mecánica primaria de implantes de hombro sin vástago mediante un marco de an´alisis por elementos finitos (FEA), con énfasis en el an´alisis de sensibilidad frente a umbrales de segmentación, condiciones de contacto hueso–implante y el comportamiento vectorial del desplazamiento. Para validar el rendimiento computacional, resultados de un estudio previo realizado por Zimmer Biomet fueron utilizados, en este estudio tres humeros cadavéricos fueron implantados con una prótesis sin vástago y sometidos a cargas cíclicas controladas, registrando los micromovimientos mediante un sistema de seguimiento óptico. Los modelos FEA espec´ıficos para cada espécimen se generaron a partir de imágenes de TC, evaluando diferentes umbrales de segmentación y tres condiciones de interfaz: contacto perfecto, espaciado uniforme y espaciado en cuña. Se realizó un análisis de sensibilidad para determinar cómo influye la segmentación (variando el límite de unidades Hounsfield) en la predicción de la mecánica de contacto y la distribución de rigidez. Además, el análisis incorporó no solo los valores escalares de micromovimiento, sino también el comportamiento vectorial completo de los desplazamientos, lo que permitió una comparación más robusta con los resultados experimentales. Este enfoque mostró que, si bien las simulaciones tendieron a subestimar los valores absolutos de micromovimiento, capturaron adecuadamente las direcciones de desplazamiento y la influencia de la morfología de la interfaz. Los modelos mostraron una concordancia aceptable entre los tres especímenes al utilizar un único conjunto de parámetros de material y definiciones de contacto, reflejando una respuesta mecánica coherente a pesar de la variabilidad anatómica. Aunque persisten limitaciones, como la exclusión del comportamiento plástico, el efecto del ajuste de presión y la suposici´on de rigidez en las mediciones experimentales, la metodología propuesta reproduce con ´exito la respuesta biomecánica clave en la interfaz hueso–implante y ofrece una base computacional validada para la evaluacián preclínica de implantes sin vástago.