Estudio mediante elementos finitos de la influencia de la pretensión de los ligamentos en la flexión de la rodilla

Abstract

Es sabido que la mayoría de los tejidos biológicos blandos, incluidos músculos, vasos sanguíneos y ligamentos, se encuentran sometidos a tensiones residuales no nulas en el estado libre de cargas. El principal objetivo de este artículo es analizar la influencia de la pretensión de los ligamentos principales de la rodilla en el comportamiento biomecánico de la articulación durante la flexión de la misma. El modelo de comportamiento del ligamento que se ha utilizado es el de un material hiperelástico transver- salmente isótropo sometido a grandes deformaciones. En este trabajo se emplea un modelo tridimensional de elementos finitos de la rodilla humana para simular la flexión de la articulación hasta 60o, con una dis- tribución no uniforme de la pretensión inicial en los ligamentos. La deformación inicial es impuesta mediante la imposición de un gradiente de deformación inicial no compatible, obtenido de datos experimentales y bajo hipótesis simplificativas, tras el cual es necesario forzar un paso de equilibrio para obtener un campo tenso- rial auto-equilibrado. En este trabajo se demuestra que una incorrecta aplicación de la pretensión inicial en los ligamentos de la rodilla da lugar a campos de tensiones no fisiológicos