Diseño de órtesis activa estabilizadora de rodilla dirigida a pacientes con osteocondritis empleando materiales compuestos

Abstract

La rodilla, al ser una articulación que está sometida a constantes cargas, es muy susceptible a experimentar dolores, lesiones, inflamación o diversas patologías. Una de las condiciones que se relaciona con estas circunstancias es la osteocondritis. Esta enfermedad se presenta con mayor frecuencia en la rodilla, especialmente en niños y adolescentes. El tratamiento de la osteocondritis tiene la finalidad restablecer el funcionamiento total de la articulación afectada, aliviar el dolor y disminuir el riesgo de cirugía, dado que los huesos de niños y adolescentes aún están en desarrollo, la lesión puede recuperarse con un período de descanso y protección. Debido a lo expuesto anteriormente este estudio se enfoca en el diseño de una ortesis para esa fracción de la población juvenil del Perú que ha sufrido de osteocondritis. Como parte de esta tesis se recopiló información de la biomecánica a fin de comprender factores que originan el movimiento en la rodilla, fases de marcha y medidas antropométricas a número determinado de personas entre 9 a 19 años, ya que la osteocondritis se manifiesta en personas jóvenes que tienen mucha actividad deportiva. Estos datos obtenidos fueron usados para el diseño de cada pieza de la ortesis, para las cuales se realizó una matriz morfológica y ponderada para optar con la mejor propuesta de solución. Para el análisis se consideraron tres escenarios (Adecuado, sobrepeso y obesidad), del cual destaca el escenario obesidad con resultados: 785.9 N, 136.46 N y 773.93 N, para las fuerzas: de reacción con el suelo (W), la fuerza de reacción articular (R) la fuerza ejercida a lo largo del tendón rotuliano (T) respectivamente. Posteriormente usadas de parámetros para estudios CAE, ejecutando una simulación estático lineal del diseño de la órtesis empleando el software SolidWorks.The knee, being a joint that is subjected to constant loads, is very susceptible to experiencing pain, injuries, inflammation or various pathologies. One of the conditions that is related to these circumstances is osteochondritis This disease occurs most frequently in the knee, especially in children and adolescents. The treatment of osteochondritis has the purpose of restoring the full functioning of the affected joint, relieving pain and reducing the risk of surgery, since the bones of children and adolescents are still developing, the injury can recover with a period of rest and protection. Due to the above, this study focuses on the design of an orthosis for that fraction of the youth population of Peru that has suffered from osteochondritis. As part of this thesis, information was collected on biomechanics in order to understand factors that cause movement in the knee, phases of gait and anthropometric measurements of a certain number of people between 9 and 19 years old, since osteochondritis manifests itself in young people who have a lot of sports activity. These data obtained were used for the design of each piece of the orthosis, for which a morphological and weighted matrix was made to choose the best solution proposal. For the analysis, three scenarios were considered (adequate, overweight and obesity), of which the obesity scenario stands out with results: 785.9 N, 136.46 N and 773.93 N, for the forces: ground reaction (W), joint reaction force (R) and force exerted along the patellar tendon (T) respectively. Subsequently, parameters were used for CAE studies, executing a linear static simulation of the orthosis design using SolidWorks software.