Diseño de un dispositivo para la prevención del síndrome de túnel carpiano utilizando PLA reforzado con filamento de fibra de carbono

Abstract

En la actualidad, es común que los jóvenes pasen más de 8 horas al día frente a la computadora. Esto sucede no solo porque la utilizan para estudiar o trabajar, sino también para entretenerse. Esta situación puede llevar en la mayoría de los casos a sufrir lesiones osteomusculares, como el Síndrome del Túnel Carpiano. Este síndrome se produce cuando se comprime el nervio mediano, que se encuentra en la muñeca. Aun existiendo productos ergonómicos para adoptar ángulos y posturas adecuadas en la muñeca, la fatiga muscular sigue afectando cuando el uso de teclado y mouse es prolongado. La presente tesis tiene por objetivo diseñar un dispositivo mediante un software de ingeniería que se encargue de mitigar la compresión del nervio y prevenir el síndrome de Túnel Carpiano, actuando como un amortiguador mientras se usa la computadora, empleando los materiales los como el CF-PLA y el TPU95 como materiales usados para la base del modelo. En este sentido, la impresión 3D se presenta como una herramienta innovadora que contribuye significativamente al desarrollo de soluciones personalizadas. Para lograr el diseño, se utilizó el software de ingeniería SolidWorks y Ftool, donde también se realizó un análisis CAD-CAE de elementos finitos (AEF) de la base que soportará la muñeca. Se recabó información del crecimiento del síndrome en la población estos últimos años. Adicionalmente, se recopilaron datos antropológicos relevantes. Con base en esta información y utilizando software especializado, se elaboró un modelo de órtesis y se realizaron simulaciones mediante el software de ingeniería. El resultado final fue el diseño de la órtesis para la prevención del síndrome de túnel carpiano, con un costo de S/. 633,30 para el desarrollo del primer modelo.

Nowadays, it is common for young people to spend more than 8 hours a day in front of the computer. This happens not only because they use it to study or work, but also to entertain themselves. This situation can lead in most cases to suffering musculoskeletal injuries, such as Carpal Tunnel Syndrome. This syndrome occurs when the median nerve, which is located in the wrist, is compressed. Even though there are ergonomic products to adopt appropriate angles and postures of the wrist, muscle fatigue is still affected when using the keyboard and mouse for prolonged periods. The objective of this thesis is to design a device using engineering software that is responsible for mitigating nerve compression and preventing Carpal Tunnel Syndrome, acting as a shock absorber while using the computer, using composite materials such as carbon fiber. . and TPU95 as materials used for the base of the model. In this sense, 3D printing is presented as an innovative tool that contributes significantly to the development of personalized solutions. To achieve the design, SolidWorks and Ftool engineering software was used, where a CAD-CAE finite element (FEA) analysis of the base that will support the doll was also carried out. Information was collected on the growth of the syndrome in the population in recent years. In addition, relevant anthropological data will be collected. Based on this information and using specialized software, an orthosis model was created and simulations were performed using engineering software. The final result was the design of the orthosis for the prevention of carpal tunnel syndrome, with a cost of S/. 633.30 for the development of the first model.