Soluciones ortopédicas personalizadas mediante el modelado CAD 3D avanzado

Cliente y desafío

Nuestro cliente es un fabricante líder de soluciones ortopédicas. Buscaba optimizar el diseño y la selección de sus productos ortopédicos, en particular, las prótesis y los dispositivos quirúrgicos relacionados necesarios para su implantación, con el fin de mejorar el ajuste y el rendimiento específicos para cada paciente.

Los métodos tradicionales de investigación y desarrollo carecían de la capacidad de simular las complejas interacciones entre los implantes o dispositivos y la diversa gama de variaciones anatómicas de las extremidades humanas. Necesitaban modelos 3D de extremidades inferiores humanas que les permitieran:

• Considerar las variaciones anatómicas: teniendo en cuenta las diferencias en la anatomía masculina y femenina, las complexiones delgadas y anchas, y los pacientes pediátricos.
• Simular las propiedades de los materiales: utilizando el software CAD para probar diferentes propiedades de los materiales de las herramientas de implantación tanto protésicas como quirúrgicas, con el fin de definir las combinaciones óptimas para diversas anatomías.
• Simular escenarios de implantación: visualizando y analizando las interacciones entre el dispositivo quirúrgico y un hueso o articulación, o entre una extremidad y una prótesis con la posibilidad de cambiar los parámetros sobre la marcha. 
• Ser compatibiles con CAD: los modelos resultantes deben presentarse como objetos CAD para su posterior diseño con ayuda del software CAD. 

Solución

Para cumplir los requisitos del cliente, empleamos técnicas avanzadas de modelado 3D. A diferencia de los modelos 3D huecos convencionales, nos centramos en la creación de objetos CAD sólidos adecuados para la asignación de propiedades físicas realistas. 

El proceso incluía los siguientes pasos:

1. Adquisición de modelos

Empezamos con seleccionar modelos preconstruidos de la biblioteca.

2. Conversión a CAD

Convertimos estos modelos en objetos sólidos de CAD para poder aplicar las propiedades de los materiales y realizar los ajustes necesarios antes de la producción real.

3. Personalización

A continuación, modificamos con precisión los modelos CAD para representar las variaciones de las anatomías de las extremidades humanas, incluidas las complexiones masculina, femenina, delgada y ancha, así como las de los pacientes pediátricos. Para garantizar la precisión anatómica, tomamos en cuenta puntos de referencia anatómicos específicos que incluían diferentes dimensiones óseas, la alineación axial de las extremidades inferiores y la morfología general de las extremidades. Asignamos diferentes propiedades de los materiales (por ejemplo, densidad, elasticidad, resistencia a tracción) tanto a los componentes protésicos como a los tejidos circundantes dentro del entorno CAD.