SEMILLERO DE INVESTIGACIÓN EN BIOMATERIALES E INGENIERIA DE TEJIDOS

UNIVERSIDAD MANUELA BELTRANSeccional Bucaramanga

2014

LINEA DE INVESTIGACIÓN DE TRABAJO

EJE DE INVESTIGACIÓN

BIOMATERIALES

Ortopedia y odontología Cardiovascular

Materiales para instrumental y

dispositivos biomédicos

VIABILIDAD DEL USO DE MATERIAL COMPUESTO DE MATRIZ POLIMÉRICA PARA

EL DESARROLLO DE UNA PRÓTESIS EXTRACORPÓREA MIOELÉCTRICA DE

MIEMBRO SUPERIOR.

SEBASTIAN VERADIEGO MONSALVE

El objetivo del proyecto es realizar una amplia revisión de la viabilidad del uso de material compuesto de matriz polimérica y refuerzo (fibras de carbono) para el desarrollo de una prótesis extracorpórea transradial funcional con diseño exoesquelético.

La finalidad es obtener la metodología para el desarrollo de prótesis durables de materiales con las propiedades mecánicas necesarias para soportar fuerzas de compresión, livianas y cosméticamente aceptables.

Imagen tomada de: http://www.arcesw.com/pms1.htm

INTRODUCCIÓN

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAPr

oble

mas

de

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dad

del m

ater

ial • Los materiales

metálicos, siliconas y espumas usadas en las prótesis no son compatibles con el cuerpo humano.

• Esto puede causar problemas de irritación en los pacientes. De

sgas

te y

pes

o de

l mat

eria

l • Los materiales metálicos al ser expuestos a fluidos son altamente sensibles al desgaste y a la corrosión.

• Las espumas y siliconas son muy flexibles y pueden ser dañadas con esfuerzos mecánicos relativamente pequeños.

Esté

tica

• Los materiales metálicos no cumplen con la simetría corporal.

• Sólo restauran la funcionalidad perdida pero no restauran la imagen corporal.

Imágenes tomadas de: http://www.oandp.com/articles/2014-03_01.asp

JUSTIFICACIÓNCa

ract

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de

las

prót

esis

• Liviana y durable• Fácil de colocar• Confortable para usar• Cosméticamente

aceptables• Pueden ser pasivas

(cosméticas) o activas (funcionales)

• No causar reacciones alérgicas

Mat

eria

les

• La mayoría de las prótesis funcionales cuentan con materiales metálicos que no cumplen con características adecuadas como el peso y estética. Además tienen problemas a la corrosión cuando son expuestas a fluidos.

Mat

eria

les

• Los materiales compuestos de matriz polimérica compatible con la piel humana, solucionaría los problemas de compatibilidad y estética. Este material con un refuerzo como la fibra de carbono, sería duradero para la aplicación en estudio.

OBJETIVOS

Objetivo general• Determinar la viabilidad del uso de un material compuesto de matriz

polimérica y refuerzo, para el desarrollo de una prótesis extracorpórea mioeléctrica de miembro superior

Objetivos específicos• Realizar una amplia revisión de los conceptos teóricos que conlleve

a la selección del material adecuado para una prótesis extracorpórea transradial

• Establecer la metodología para la obtención y síntesis del material para una prótesis de miembro superior funcional

• Determinar el diseño del exterior de la prótesis extracorpórea funcional de miembro superior

REFERENTE TEÓRICO

NIVELES DE AMPUTACIÓN MIEMBRO SUPERIOR

- Desarticulado de hombro- Transhumeral- Transradial- Desarticulado de muñeca

REFERENTE TEÓRICO

Prótesis de miembro superior

Estudio de

Biomateriales

Prótesis pasivas

Prótesis activas o funcionales

De fuerza propia (mioeléctrica)

De fuerza ajena (mecánica)

Materiales compatibles

Materiales con requerimientos

mecánicos específicos

Materiales flexibles y estéticos

Materiales duraderos

REFERENTE TEÓRICO

Compuestos

Reforzado con partículas

Partículas grandes

Consolidado por dispersión

Reforzado con fibras

Continuas alineadas

Discontinuas cortadas

Estructural

Laminares Paneles sándwich

Los materiales compuestos o “composites” consiguen la combinación de propiedades que no es posible obtener de materiales originales. Cuentan con

propiedades de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.

METODOLOGÍA

1•Revisión Bibliográfica

2• Realizar una completa revisión de materiales compuestos de matriz polimérica con

refuerzos de cerámicos cristalinos o metales.

3• Determinar la compatibilidad y propiedades mecánicas de cada uno de los materiales

del compuesto

4• Estudiar los requerimientos mecánicos y de durabilidad de una prótesis de miembro

superior funcional o mioeléctrica

5• Determinar la síntesis de la matriz polimérica

6• Determinar la síntesis u obtención del material de refuerzo para el composite

7• Presentación de resultados

8• Informe final

RESULTADOS ESPERADOS

Material

• Determinar el tipo de matriz y el refuerzo para una prótesis extracorpórea

Metodología

•Establecimiento de la metodología para la síntesis del material compuesto o composite

Diseño preliminar

• Diseño preliminar de la prótesis

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- Ratner B. Hoffman A. Schoen F. Lemons J. Biomaterials Science. An introduction to materials in medicine. Academic Press. San Diego 1996

- Mihov D. Katerska B. Some biocompatible materials used in medical practice. Trakia Journal of Sciences, Vol. 8, Suppl. 2, pp 119-125, 2010

- Severian D. Polymeric biomaterials. Second edition. Marcel Dekker. United States. 2002.

- Navarro M. Michiardi A. Castaño O. Biomaterials in orthopaedics. J. R. Soc. Interface (2008) 5, 1137–1158

- John C. Middleton, Arthur J. Tipton. Synthetic biodegradable polymers as orthopedic devices. Biomaterials 21 (2000) 2335-2346

- Tanner K. Bioactive composites for bone tissue engineering. special issue paper 1359. IMechE Vol. 224 Part H: J. Engineering in Medicine

GRACIAS