Prototipo de hueso humano y propiedades mecánicas de un biomaterial a partir de ramas de guadua

Resumen

Resumen
Este artículo tiene como objetivo principal describir el desarrollo de un prototipo de hueso humano (costilla cortical), a partir de tacuaras de guadua; género de plantas representativo de los bosques andinos de países iberoamericanos y asiáticos, y la evaluación de las propiedades mecánicas que este material cuenta para el desarrollo de un biomaterial. Se describe el tratamiento de la materia prima para el desarrollo del prototipo y las caracterizaciones de tipo mecánico a partir de pruebas de tracción, compresión y dureza. Este trabajo muestra las propiedades mecánicas estáticas de un biomaterial creado a partir de ramas de guadua y resina cobaltada, su comportamiento frente a diferentes cargas y su posible utilización para el diseño de prótesis. Los resultados mostraron que el material en estudio se puede catalogar como un material linealmente elástico, con una dureza de 17,2HV, que comparada con la dureza de un hueso real se considera como una dureza media, y con una deformación similar a la del hueso real seco de 2,75±0,72%. Adicionalmente, el material mostró un valor máximo de esfuerzo a la tracción de 11,98±2,57MPa, el cual se encuentra dentro del rango de 8-50MPa, correspondiente a hueso real trabecular.

Palabras clave: Biomateriales, propiedades mecánicas, materiales naturales, guadua.

Prototype of human bone and mechanical properties of a biomaterial from branches of bamboo

Abstract
The main objective of this paper is to describe the development of a prototype of human bone (cortical rib), tacuaras from bamboo; plant genus representative of Andean forests of Latin American and Asian countries, and the evaluation of the mechanical properties of this material for the development of a biomaterial. The treatment of the raw material for prototype development and mechanical characterizations from tensile, compression and hardness are shown here. This work shows the static mechanical properties of a biomaterial created from bamboo branches and cobalted resin, their response to different loads and their possible use for the design of prostheses. The results show that the material under test can be classified as linear elastic material, with a hardness of 17.2HV, which compared with an actual bone hardness is considered as a medium hardness and with a deformation similar to bone dry real 2.75 ± 0.72%. Additionally, the material shown a maximum tensile stress of 11.98 ± 2.57MPa, which is between the range of 8-50MPa, corresponding to real trabecular bone.

Keywords: Biomaterials, mechanical properties, natural materials, bamboo.