Diseño de una prótesis femoral mediante la metodología de Taguchi

Abstract

The designs in femoral prosthesis have been very important nowadays, due to the aging of the population the hip injuries have been increasing, so they need optimal designs of prostheses for help the longevity of these larger and thus also be able to avoid some other problems as is the bone loss. As some authors mention in future times, the change from comparative and parametric studies to probabilistic analysis and design of experiments, which helped maximize the potential of finite element analysis. Many authors have dedicated themselves to the improvement and optimization of data prosthesis designs, this leads to improve and reduce problems related to implants, such as bone loss, durability and functionality of the prosthesis. In this research, the geometry of a femoral prosthesis is selected. Of which a solid modeling was done in a software called SolidWorks, with the geometry defined an analysis by finite element was carried out to know the behavior of the prosthesis under loads and to know the stress levels. With the help of Taguchi's experiment design method, the optimal design of the selected geometry can be known.

Los diseños en prótesis femorales han tenido mucha importancia hoy en día, debido al envejecimiento de la población las lesiones en la cadera han ido en aumento, por lo que tener diseños óptimos de prótesis ayuda a que la longevidad de estas sea mayor y así también poder evitar algunos otros problemas como lo es la pérdida ósea. Como mencionan algunos autores en tiempos futuros se necesitará cambiar de los estudios comparativos y paramétricos al análisis probabilístico y el diseño de experimentos, los cuales ayudaran a maximizar el potencial de los análisis por elemento finito. Muchos autores se han dedicado a la mejora y optimización de diseños de prótesis de cadera, esto con fin de mejorar y reducir problemas relacionados con los implantes, como lo es la pérdida ósea, la durabilidad y funcionalidad de las prótesis. En esta investigación se seleccionó la geometría de una prótesis femoral. De la cual se realizó un modelado solido en un software llamado SolidWorks, con la geometría definida se realizó un análisis por elemento finito para conocer el comportamiento de la prótesis bajo cargas y conocer las concentraciones de esfuerzos. Con la ayuda del método de diseños de experimentos de Taguchi se pudo conocer el diseño óptimo de la geometría seleccionada.