Diseño, estudio y fabricación con impresión 3D de férulas personalizadas para el tratamiento de fracturas de miembro superior

Abstract

RESUMEN: Las fracturas de miembro superior, específicamente las de muñeca, han sido un problema demandante representando un 70% de las lesiones. El tratamiento más común es el uso de un yeso o escayola, el cual que se elabora a medida. Este tratamiento es fiable, sencillo y económico, pero presenta varios inconvenientes o desventajas como son: su peso, la pérdida de masa muscular, entre otras. Para mejorar y prevenir las anteriores limitaciones del tratamiento, se planteó realizar una férula fabricada mediante impresión 3D. Inicialmente se determinaron los requerimientos de diseño mediante encuestas a las personas de la organización Humanos3D. Posteriormente se utilizó escaneado 3D y software CAD con el fin de obtener un diseño inicial a la medida del usuario. Posteriormente se llevó a cabo un estudio de optimización topológica acompañado de modelado por elementos finitos, con lo cual se logró disminuir el peso de la férula al tiempo que se mantuvieron los requisitos de resistencia mecánica del diseño. Finalmente, se fabricó en impresión 3D la férula y se evaluó su funcionalidad en el usuario.

ABSTRACT: Upper limb fractures, specifically wrist fractures, have been a demanding problem accounting for 70% of injuries. The most common treatment is the use of a plaster or cast, which is made to measure. This treatment is reliable, simple and economical, but it has several drawbacks or disadvantages such as: its weight, the loss of muscle mass, among others. To improve and prevent the previous limitations of treatment, it was proposed to make a splint manufactured by 3D printing. Initially, the design requirements were determined through surveys of people in the organization Humanos3D. Subsequently, 3D scanning and CAD software were used in order to obtain an initial design tailored to the user. Subsequently, a topological optimization study was carried out accompanied by finite element modeling, which allowed the weight of the splint to be reduced while maintaining the mechanical strength requirements of the design. Finally, the splint was manufactured in 3D printing and its functionality was evaluated in the user.