Bone Fractures Numerical Analysis in a Femur Affected by Osteogenesis Imperfecta
Viridiana Ramírez-Vela,
Luis Antonio Aguilar-Pérez,
Juan Carlos Paredes-Rojas,
Juan Alejandro Flores-Campos,
Fernando ELi Ortiz-Hernández,
Christopher René Torres-SanMiguel
Affiliations
Viridiana Ramírez-Vela
Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Zacatenco, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Ciudad de Mexico 07738, Mexico
Luis Antonio Aguilar-Pérez
Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Zacatenco, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Ciudad de Mexico 07738, Mexico
Juan Carlos Paredes-Rojas
Instituto Politécnico Nacional, Centro Mexicano para la Producción más Limpia, Ciudad de Mexico 07340, Mexico
Juan Alejandro Flores-Campos
Instituto Politécnico Nacional, Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas, Ciudad de Mexico 07340, Mexico
Fernando ELi Ortiz-Hernández
Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Culhuacán, Ciudad de Mexico 04260, Mexico
Christopher René Torres-SanMiguel
Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Zacatenco, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Ciudad de Mexico 07738, Mexico
This work presents a non-invasive methodology to obtain a three-dimensional femur model of three-year-old infants affected with Osteogenesis Imperfecta (OI) type III. DICOM® Files of a femur were processed to obtain a finite element model to assess the transverse, the oblique, and the comminuted fractures. The model is evaluated under a normal walking cycle. The loads applied were considered the most critical force generated on the normal walking cycle, and the analyses considered anisotropic bone conditions. The outcome shows stress concentration areas in the central zone of the diaphysis of the femur, and the highest levels of stress occur in the case of the comminuted fracture, while the transverse fracture presents the lowest values. Thus, the method can be helpful for determining the bone fracture behavior of certain pathologies, such as osteogenesis imperfecta, osteopenia, and osteoporosis.