Estudio y compresión del proceso del taladrado de hueso bovino a través del empleo de técnicas avanzadas de estudio del proceso de corte

Resum

Hoy en día, las intervenciones para colocar prótesis de rodilla o cadera e implantes dentales, son habituales en la práctica clínica diaria. Cada año, millones de implantes dentales son insertados a nivel mundial. Estas intervenciones quirúrgicas acarrean operaciones de mecanizado en tejidos óseos como serrado, fresado, taladrado o roscado. El éxito postoperatorio de estos implantes depende en gran medida del nivel de daño inducido en el proceso de taladrado. Uno de los factores más perjudiciales para la regeneración ósea, y en el caso de los implantes para la oseointegración, es la necrosis térmica, es decir, la muerte de células que se produce en la zona circundante al corte de hueso debido a la exposición a temperaturas elevadas. Es conocido que a mayor necrosis térmica, más lenta será la recuperación de la zona afectada. El hueso también puede resultar dañado por las cargas mecánicas o fuerzas generadas durante el proceso corte, causando microfracturas en la nueva superficie generada. Así, de entre los diversos aspectos en los que se puede actuar para reducir o controlar las temperaturas y fuerzas de corte, esta tesis se ha centrado fundamentalmente en dos de ellos: la influencia de las condiciones de corte y la herramienta. Por una parte, se ha analizado la influencia de la velocidad de giro y avance por diente en las fuerzas de corte, temperaturas alcanzadas y rugosidad generada al taladrar hueso bovino. Se ha realizado un análisis cualitativo de los resultados obtenidos, con el fin de hallar las condiciones de trabajo que induzcan menor daño en el hueso. A partir de los resultados obtenidos, se ha desarrollado un modelo que permite estimar el calor que fluye a la pieza de hueso taladrada. Además, se han obtenido modelos lineales capaces de predecir la respuesta de los parámetros de salida en función de las condiciones de corte. Por otro lado, se ha trabajado en el desarrollo de nuevas geometrías de brocas quirúrgicas que permitan reducir el daño generado en el hueso. Se ha demostrado que mediante la determinación de la influencia de los diversos parámetros geométricos, es posible mejorar el comportamiento de las brocas quirúrgicas. Partiendo de una broca quirúrgica comercial, se ha propuesto una geometría mejorada. Además, se ha desarrollado un nuevo concepto de broca que permite reducir el daño inducido en el hueso y mejorar la calidad de la cavidad generada. Asimismo, se ha realizado un análisis del material de la herramienta, comparando metal duro y acero inoxidable.