On the mechanical design of cruciate ligaments based on polymeric ropes of knee prothesis

Resumen

Los ligamentos cruzados son las estructuras ligamentosas de la rodilla que tienen la función de darle estabilidad a la misma. Se sabe que los ligamentos cruzados anteriores son la estructura de la articulación de la rodilla que más comúnmente se ve afectada por alguna lesión y suelen retirase cuando se realiza una intervención quirúrgica de reemplazo total de rodilla. Por otro lado, existe una limitación en el número de implantes disponibles para las prótesis de rodilla, lo que ha impulsado el desarrollo de nuevas investigaciones en el área de la ingeniería de tejidos. En estas investigaciones se han creado nuevos tipos de andamios para tejido. A pesar de que estos andamios han demostrado comportarse en cierto modo como los ligamentos cruzados de origen natural, no existe un andamio a nivel comercial que pueda ser utilizado con confianza dado que no reproducen completamente las propiedades mecánicas de los ligamentos. En este artículo, se presenta un desarrollo que trata cumplir este objetivo a partir de las similitudes en el comportamiento mecánico de los ligamentos cruzados y de los cables puentes a base de cables. Esta idea permite usar las ideas de esta última para proponer una serie de hilos trenzados de polietileno y polipropileno. Las pruebas mecánicas realizadas en este tipo de arreglos y en ligamentos cruzados dieron resultados muy similares. Las diferencias observadas en las curvas tensión-estrés mostraron un error promedio de 10.8 % para los ligamentos cruzados anteriores y de 9.99% para los ligamentos cruzados posteriores.