Modelización de ligamentos como elementos finitos y estudio de su comportamiento en una rodilla humana

Abstract

[Resumen] Los modelos de elementos finitos proporcionan una herramienta de gran interés para el conocimiento de la biomecánica de la rodilla y sus componentes al proporcionar información difícil de obtener mediante ensayos experimentales. En el presente trabajo se realiza un modelo de elementos finitos de una rodilla humana en el que se modelan los ligamentos teniendo en cuenta su conducta hiperelástica, de forma que su comportamiento sea fiel a la realidad. Una vez que se valida el modelo con información bibliográfica, se realizan varios casos de estudio en los que se flexiona la articulación y se simulan diferentes lesiones en los ligamentos. Finalmente, se efectúa un estudio del comportamiento de la articulación y de los ligamentos en cada uno de los escenarios y se obtiene información acerca de la influencia de los daños.

[Resumo] Os modelos de elementos finitos proporcionan unha ferramenta de gran interese para o coñecemento da biomecánica do xeonllo e os seus compoñentes ao proporcionar información difícil de obter mediante ensaios experimentais. No presente traballo realízase un modelo de elementos finitos dun xeonllo humano no que se modelan os ligamentos tendo en conta a súa conduta hiperelástica, de forma que o seu comportamento sexa fiel á realidade. Unha vez que se valida o modelo con información bibliográfica, realízanse varios casos de estudo nos que se flexiona a articulación e se simúlan diferentes lesións nos ligamentos. Finalmente, efectúase un estudo do comportamento da articulación e dos ligamentos en cada un dos escenarios e obtense información acerca da influencia dos danos.

[Abstract] Finite element models provide a very interesting tool for the knowledge of biomechanics of the knee and its components by providing information difficult to obtain through experimental trials. In the present work, a finite element model of a human knee is made in which the ligaments are modelled taking into account their hyperelastic behaviour, so that their behaviour is faithful to reality. Once the model is validated with bibliographic information, several case are carried out in which the joint is flexed and different injuries in the ligaments are simulated. Finally, a study of the behaviour of the joint and ligaments in each of the scenarios is carried out and information about the influence of the damage is obtained.