El desgaste asimétrico en polímeros avanzados de un implante de disco lumbar provocó su fractura prematura. Este fallo mecánico se identificó mediante un pipeline 3D que combinó la segmentación de imágenes con Materialise Mimics y el análisis por elementos finitos en Abaqus. El caso expone las limitaciones de los diseños actuales frente a cargas no uniformes.
Simulación del fallo con Mimics y Abaqus 🛠️
Se reconstruyó la geometría del implante y el hueso adyacente desde tomografías usando Mimics. Las superficies de desgaste se modelaron con un coeficiente de fricción variable. En Abaqus se aplicaron ciclos de carga fisiológica en flexión y torsión. Los resultados mostraron concentraciones de tensión en la zona de mayor desgaste, superando el límite de fatiga del polímero. La fractura inició en esa región y se propagó por el núcleo del disco.
El polímero dijo basta antes que el paciente 💥
El implante prometía movilidad lumbar de por vida, pero olvidó consultar con las cargas asimétricas del día a día. Al parecer, el polímero se tomó muy en serio eso de repartir esfuerzos de forma desigual. Ahora el paciente tiene una pieza de colección en su columna y nosotros, un caso de estudio para no repetir el diseño. Menos mal que Abaqus no se cansa de calcular lo que los ingenieros pasan por alto.