Desarrollo de un sistema modular híbrido para artroplastia total de cadera

Abstract

[ES] El presente trabajo pretende desarrollar una prótesis modular híbrida (que incorpora tanto componentes estándar como personalizados) para artroplastia total de cadera. Puesto que el sistema incorpora partes personalizadas, la prótesis desarrollada en el proyecto corresponde a un caso clínico concreto, si bien la metodología descrita será extensible a otros casos similares. El proyecto aborda todas las fases de generación de la prótesis, partiendo de la obtención de la geometría ósea a partir de imagen médica del paciente, el diseño de la prótesis, su fabricación mediante tecnologías aditivas y el diseño del instrumental quirúrgico específico a utilizar en su implantación. Como fase inicial del proyecto se planteó llevar a cabo una revisión de los defectos óseos de la articulación de la cadera y su clasificación, se llevó a cabo un análisis del estado del arte relacionado con los sistemas de reconstrucción actualmente en uso y se estableció una metodología general a seguir. En esta fase se definieron cuales son los componentes estándar, variables según talla, los elementos a medida y el tipo de fijación. A continuación se llevó a cabo la reconstrucción de un caso real partiendo de imágenes TAC de la cadera de un paciente concreto. El diseño y cálculo de los componentes a medida se realizó utilizando un software CAD paramétrico (ProEngineer Wildfire). A continuación se fabricó el implante a medida por Electron Beam Melting y arranque de viruta. Se introdujo la prótesis desarrollada en un modelo del fémur reproducido y se hizo un análisis por elementos finitos. Por último se discutieron los resultados obtenidos.

[EN] This project aims to develop a modular hybrid prosthesis (incorporating standard and custom made components) for total hip arthroplasty. As the system incorporates custom made parts, the prosthesis to be developed in the project corresponds to a particular clinical case, although the methodology developed in the project will be extended to other similar cases. The project addressed all phases of generation of the prosthesis, starts obtaining bone geometry from the patient's medical image, the design of the prosthesis, its manufacture by additive technologies and the design of the specific surgical instruments used during implantation. For the initial phase of the project we proposed conducting a review of bone defects of the hip joint and their classification, we carryed out an analysis of the state of art related with reconstruction systems currently in use and we established a general methodology to follow. During this phase we defined the components which are standard, variables as size, the custom made elements and the type of fixation. Then we performed the reconstruction of a real case starting with CAT images of the hip of a particular patient and we designed and calculated custom made components using parametric CAD software (ProEngineer Wildfire). Then the implant was produced by Electron Beam Melting and metal removal. We introduced the prothesis in a reproduced femoral model and we made an analysis by finite elements. Finally, we discussed the obtained results.