Fermur y Nitinol

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el plano longitudinal y 7º de inclinación en el plano transversal (figura 21). Este tipo de placa puede asumir funciones de compresión, neutralización, soporte o banda de tensión. Figura 1. Figura 1 A) Inclinación de los tornillos en el eje longitudinal y transversal en las placas de compresión dinámica. B) Diseño de los agujeros ovales y perfil de las placas de compresión dinámica de bajo contacto. C) Diseño del agujero combinado. D) Colocación de un tornillo clásico y un tornillo de bloqueo en el agujero combinado. http://www.manualresidentecot.es/es/bloque-ii-biomecanica-y-biomateriales/20-osteosintesis- en-el-tratamiento-de-las-fracturas-placas Placas de bajo contacto Se diseñaron para disminuir la superficie de contacto placa-hueso con el objetivo de reducir el daño a la circulación perióstica. Las placas convencionales tienen casi un 100% de contacto con el hueso bajo la placa, mientras que las de bajo contacto sólo un 50%, lo que reduce la aparición de osteoporosis cortical bajo la placa. Además, la superficie inferior de los agujeros está recortada con lo que se permite una mayor libertad en la inclinación de los tornillos, tanto longitudinal como transversalmente (figura 1). Placas con tornillos bloqueados El concepto de tornillo bloqueado a la placa ha revolucionado la osteosíntesis interna. Consiste en la fijación del tornillo a la placa con un ángulo fijo mediante una rosca en la cabeza del tornillo. Esto ayuda a proporcionar una mayor rigidez al sistema, disminuye las posibilidades de desmontaje de la osteosíntesis o pérdida de reducción y aumenta la resistencia a las cargas axiales, con lo que se consigue una

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el plano longitudinal y 7 de inclinacin en el plano transversal (figura 21). Este tipo de placa puede asumir funciones de compresin, neutralizacin, soporte o banda de tensin.Figura 1.

Figura 21 A) Inclinacin de los tornillos en el eje longitudinal y transversal en las placas de compresin dinmica. B) Diseo de los agujeros ovales y perfil de las placas de compresin dinmica de bajo contacto. C) Diseo del agujero combinado. D) Colocacin de un tornillo clsico y un tornillo de bloqueo en el agujero combinado. http://www.manualresidentecot.es/es/bloque-ii-biomecanica-y-biomateriales/20-osteosintesis-en-el-tratamiento-de-las-fracturas-placasPlacas de bajo contactoSe disearon para disminuir la superficie de contacto placa-hueso con el objetivo de reducir el dao a la circulacin peristica. Las placas convencionales tienen casi un 100% de contacto con el hueso bajo la placa, mientras que las de bajo contacto slo un 50%, lo que reduce la aparicin de osteoporosis cortical bajo la placa. Adems, la superficie inferior de los agujeros est recortada con lo que se permite una mayor libertad en la inclinacin de los tornillos, tanto longitudinal como transversalmente (figura 1).Placas con tornillos bloqueadosEl concepto de tornillo bloqueado a la placa ha revolucionado la osteosntesis interna. Consiste en la fijacin del tornillo a la placa con un ngulo fijo mediante una rosca en la cabeza del tornillo. Esto ayuda a proporcionar una mayor rigidez al sistema, disminuye las posibilidades de desmontaje de la osteosntesis o prdida de reduccin y aumenta la resistencia a las cargas axiales, con lo que se consigue una mejor fijacin en huesos de baja calidad y en fracturas conminutas sin contacto entre los fragmentos principales. Sin embargo los tornillos de cabeza bloqueada no permiten dar compresin al foco de fractura y slo pueden colocarse en la direccin predeterminada por la rosca de la placa.La evolucin de los diseos de las placas ha permitido combinar las ventajas de las placas de compresin dinmica y las que aportan las placas con tornillos bloqueados, consiguiendo un agujero combinado que permite realizar compresin del foco mediante tornillos convencionales o fijacin del tornillo a la placa con tornillos bloqueados de cabeza roscada (figura 1). Placas bloqueadas poliaxialesLas placas bloqueadas de ngulo fijo o uniaxiales son de gran ayuda para las fracturas complejas como las fracturas supracondleas del fmur. Diseos recientes de placas bloqueadas permiten cierta variabilidad en el ngulo de fijacin del tornillo a la placa, y por tanto, dirigir el tornillo en diferentes direcciones. El nmero de complicaciones es similar al que presentan las placas de ngulo fijo; las placas bloqueadas poliaxiales ofrecen una mayor versatilidad en la fijacin sin un aparente incremento de complicaciones mecnicas o prdidas de reduccin.Placas de reconstruccinEstas placas presentan una hendidura a ambos lados entre los agujeros lo que permite moldearlas en los tres planos del espacio, para adaptarlas a superficies complejas como el fmur. Los agujeros tienen una forma oval y permiten realizar compresin dinmica en el foco de fractura. Actualmente estn comercializadas placas de reconstruccin con el sistema de tornillos bloqueados que mejoran la fijacin de la placa.Unactuadores un dispositivo capaz de transformar energa hidrulica, neumtica o elctrica en la activacin de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Este recibe la orden de un regulador o controlador y en funcin a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una vlvula.Existen varios tipos de actuadores como son: Electrnicos Hidrulicos Neumticos Elctricos

ALAMBRES MUSCULARESLas palabras alambres musculares son la traduccin al castellano de muscle wires, que es una marca registrada de la empresa Mondo Tronics. La forma ms sencilla de imaginarse uno de estos alambres musculares es pensando en un pequeo alambre delgado que se contrae al calentarse, por ejemplo cuando por l circula una pequea corriente elctrica, y se relaja al enfriarse, cuando la corriente desaparece, de forma muy parecida a cmo lo hace un msculo.

Los alambres musculares son delgados alambres de alta resistencia mecnica. Construidos con diferentes aleaciones de materiales con memoria de forma, es decir, estos pueden ser entrenados para cambiar de forma dependiendo de la temperatura a la que sea expuesto este material.La mezcla de nquel y titanio en el nitinol est hecha de partes casi iguales de uno y otro, y el ms pequeo cambio en la relacin entre los dos elementos tiene un efecto dramtico en la temperatura de transicin de la aleacin resultante. Una diferencia de 1 % en esta relacin modifica la temperatura de transicin de -100 a +100 C. Cada empresa que produce nitinol debe mantener la relacin de los componentes a un exacto valor para asegurar una temperatura de transicin estable y repetible.La aleacin de nitinol que se suele utilizar para robtica tiene una temperatura de transicin de 70 C (tambin hay una lnea de productos con una temperatura un poco mayor, 90 C).

A una temperatura ambiental este material es fcil de estirar con la accin de una fuerza mnima. Cuando se le induce una corriente elctrica sobre este material, tiende a deformarse ya que ste se calienta debido a su resistencia a la corriente. La deformacin que sufre un alambre muscular es pequea, cerca del 5% de la longitud y la contraccin de estos sucede tan rpido como se calientan. Una de las aplicaciones es la de brazo de palanca, accionado por un alambre muscular al contraerse, levantando as un peso. La fuerza con que este pueda levantar dicho peso, va a depender del dimetro que tenga este alambre, estos dimetros oscilan entre 37 micrones a 375 micrones, y sus fuerzas varan de 20 gramos a 2 Kilogramos.Las ventajas de usar alambres musculares son muchas. Tamao pequeo, livianos, bajo consumo, control preciso, activacin por corriente continua o alterna, bajo magnetismo, accionamiento lineal directo, deformable, etc.

Una descripcin rpida de las fases de Nitinol es:A temperatura ambiente, el nitinol est en su fase martenstica. Cuando se cambia la forma de la aleacin, la estructura cristalina se deforma, creando una tensin interna. Calentando la aleacin por encima de su temperatura de transicin (fase de austenita), la estructura cristalina intenta librarse de las tensiones de su estructura cristalina, volviendo a su forma "recordada" original. Esto crea el movimiento trmico de la SMA. Por supuesto, si a la aleacin no se ha sido deformada ni tensionada en la fase de martenstica, los cambios cristalinos de la estructura igual ocurren, pero no producen ningn movimiento.

Cmo funcionaEsta caracterstica fsica tan especial del nitinol se basa en su estructura cristalina dinmica y sensible al calor. Cuando el nitinol est deformado, en una fase que se llama"martenstica", la estructura cristalina no se destruye, sino que se transforma, cambiando a una singular disposicin cristalina. Cuando el material se calienta vuelve a su estructura recordada, llamada"de austenita", sujeta a una menor tensin.

El movimiento fsico del nitinol se debe a la reestructuracin interna de las molculas. Y como el movimiento se genera a nivel molecular, es muy potente.

La aleacin de nitinol tiene tres fases distintas de temperatura:

Fase martenstica:Fase de baja temperatura. La estructura cristalina est alineada y cbica. La aleacin se puede doblar y darle forma con facilidad. La presin de deformacin que se necesita es de 10.000 a 20.000 PSI. La flexin deforma la estructura cristalina de la aleacin, produciendo tensin interna.

Fase austenita:La temperatura est por encima de la temperatura de transicin. El movimiento que se genera en esta fase se debe a que la estructura cristalina vuelve a su estado no tensionado (cbico). La temperatura exacta de transicin es segn sea la composicin exacta de la aleacin del nitinol; generalmente entre 70 C a 130 C. La fuerza con la que los materiales vuelven a su forma original es considerable, 35.000 a 70.000 PSI.

Fase de recocido:Fase de alta temperatura. La aleacin reorientar su estructura cristalina (cbica) para luego "recordar" la forma que tiene en ese momento. La fase de recocido para el alambre de nitinol que se utiliza en robtica es de aproximadamente 540 C.

APLICACIONES Las aplicaciones de los materiales con memoria de forma son mltiples. Se utilizan en la industria, pero su aportacin ms esperanzadora es en el mundo de la medicina. La caracterstica ms importante de estos materiales para las aplicaciones mdicas es que el nitinol presenta compatibilidad y no genera rechazo en el cuerpo humano. Por ejemplo, se han usado alambres de nitinol para construir microbombas que pueden remplazar funciones del corazn o de los riones, tambin para descongestionar arterias obstruidas, y adems son muy utilizados en ortodoncia. Tambin aparecen en aplicaciones espaciales, por ejemplo para liberar satlites o para enviar antenas de forma compacta que, al llegar al espacio, recuperan su forma original extendida, o paneles solares que se van desplegando tambin por el propio calor producido por el sol. La sonda CLEMENTINE fue de las primeras en utilizar estas aleaciones para desplegar sus paneles solares. Otras aplicaciones son las de los resortes con memoria, por ejemplo para abrir o cerrar puertas a determinadas temperaturas. Como se ha visto anteriormente tambin se utilizan en el desarrollo de sistemas ms complicados como robots cuyos movimientos se basan en alambres de estas aleaciones. De forma experimental tambin se han empleado materiales con memoria de forma para convertir energa trmica en mecnica y sta a su vez, en elctrica. Es til y ventajosa su utilizacin en aplicaciones submarinas en agua salada, ya que el nitinol no se oxida con el agua del mar. Se utiliza tambin en el mundo de los efectos especiales, animatronics e incluso trucos de magia. Una aplicacin bastante curiosa es la construccin de monturas de gafas, que son deformadas, por ejemplo al sentarnos sobre ellas, y al calentarlas vuelven a adquirir su forma original. A continuacin se van a presentar de forma un poco ms amplia algunas aplicaciones concretas.