Resumen de Development of a Novel Carbon-Fiber Mono-Lateral External Fixator

William Alberto Carabali Satizabal, José Jaime García Alvarez, Fernando Casanova García

• español

  Este artículo reporta el diseño de un novedoso fijador externo hecho material compuesto de fibra de carbono. El sistema diseñado es fácil de ensamblar en comparación con sistemas de fijación comerciales y cumple con requerimientos ortopédicos con suficiente estabilidad y rigidez.  El cambio de modo de operación entre distracción y fijación se logra con una cuña que bloquea la traslación axial en una posición, mientras permite deslizamiento si se rota 90°. Los prototipos se construyeron con el método de moldeo por compactación. Se desarrolló un molde para cada parte: el riel, la prensa y la tapa. Cada molde consistió de una cavidad que da la forma a la pieza y un pistón que ejerce presión sobre el compuesto. Se realizaron ensayos mecánicos para determinar la rigidez a compresión axial y flexión anteroposterior y mediolateral. Para comparación, las pruebas se realizaron también sobre en dos sistemas comerciales Orthofix, uno con el riel hecho de fibra de carbono y otro con un riel de aluminio. Las rigideces a compresión axial, flexión anteroposterior y flexión mediolateral  del sistema desarrollado fueron 200.7, 13.4, y 87.0 N/mm, respectivamente, las cuales fueron 38%, 35% y 27% menores que las obtenidas en el sistema Orthofix. Sin embargo, esos valores están en el rango de otros sistemas similares reportados en la literatura. Por lo tanto, el sistema desarrollado presentó resultados prometedores y puede pasar a una etapa de ensayos clínicos.

• English

  This paper reports the design of an innovative mono-lateral external fixator made of carbon fiber composite materials. The designed system can be easily assembled in comparison with commercial fixators and follows orthopedic requirements with sufficient stability and stiffness. The change of operation mode between distraction and fixation is achieved with a wedge that blocks axial translation in one position, while allows sliding with a 90º rotation. The prototypes were produced by the method of molding by compaction. A mold was developed for each part; the rail, the clamp and the cover. Each mold consisted of a cavity that gave form to the piece and a piston that exerted pressure on the composite. Mechanical tests were performed to determine the stiffness under axial compression, and anteroposterior and mediolateral bending. For comparison, tests were also performed on two Orthofix commercial systems, one with the rail made of carbon fiber and the other with an aluminum rail. The axial compression, anteroposterior and mediolateral bending stiffness of the developed system were 200.7, 13.4 and 87.0 N/mm, respectively, which were 38%, 35% and 27% lower than those obtained for the Orthofix system. However, these values were in the range of other similar systems reported in the literature. Therefore, the developed system presented promising results and may be clinically evaluated.