Diseño de prótesis para la pata trasera de un perro

Abstract

El trabajo que a continuación se desarrolla tiene como fin el diseño de una prótesis para un perro el cual sufre una amputación en la pata trasera derecha. En primer lugar, se fijan los objetivos a cumplir con el desarrollo de este trabajo, tras esto, se analiza el mundo protésico y se buscan las posibles alternativas que ofrece el mercado para esta situación. Se continua con el análisis de la anatomía y la locomoción canina, así como, más en concreto, las necesidades del perro amputado. Con el fin de conocer más sobre la locomoción canina, se realiza un estudio biomecánico mediante el programa OpenSIM. Con este estudio, el cual es no invasivo al tratarse de un modelo tridimensional, se comprende el movimiento de huesos y articulaciones y las funciones específicas que estos desempeñan Con todo este conocimiento adquirido, y enfocando en cumplir los objetivos listados, se desarrolla un modelo CAD de la prótesis que cumpla con todos los requerimientos. Para ello, se estudia las diferentes geometrías, se seleccionan los materiales adecuados y se especifican consideraciones a tener en cuenta tanto para obtener el modelo final como para el momento de su uso en el futuro. El proyecto finaliza corroborando la funcionalidad de la prótesis diseñada. Para ello se estudia, mediante el método de los elementos finitos, aplicado a la prótesis, las situaciones de uso de esta, es decir, un uso estático y cuando el perro se mueve al paso y al trote. Se analizan las tensiones ocasionadas para comprobar que la prótesis no sufre daño, así como las distintas deformaciones ocasionadas en cada una de las situaciones.

The purpose of the work developed below is to design a prosthesis for a dog that suffers an amputation of its right hind leg. Firstly, the objectives to be met with the development of this work are set. After this, the prosthetic world is analysed, and the possible alternatives offered by the market for this situation are sought. The analysis of canine anatomy and locomotion continues, as well as, more specifically, the needs of the amputated dog. To learn more about canine locomotion, a biomechanical study is carried out using the OpenSIM program. With this study, which is non-invasive as it is a three-dimensional model, the movement of bones and joints and the specific functions they perform are understood. With all this knowledge acquired, and focusing on meeting the listed objectives, a CAD model of the prosthesis is developed that meets all the requirements. To do this, the different geometries are studied, the appropriate materials are selected and considerations to be taken into account are specified, both to obtain the final model and for the time of its use in the future. The project ends by corroborating the functionality of the designed prosthesis. To do this, the situations of its use are studied, using the finite element method, applied to the prosthesis, that is, static use and when the dog moves at a walk and at a trot. The stresses caused are analysed to verify that the prosthesis is not damaged, as well as the different deformations caused in each of the situations.