Simulación mediante el método de los elementos finitos del alendronato en un modelo de remodelado óseo basado en mecánica de daño / Simulation through the method of finite element of alendronate in a model of bone remodeling based on damage mechanics

El hueso, como tejido vivo, es capaz de adaptarse a las alteraciones de cargas a las que se le somete en nuestra vida cotidiana; sin embargo, este fenómeno de remodelación ósea es afectado igualmente por cambios hormonales o por ciertos medicamentos. Al estudiar los reemplazos articulares es fundamental el estudio del remodelado óseo, y debe considerarse además que gran parte de la población a la que se le colocan implantes son personas mayores con un estado osteopenico o nclusive con osteoporosis. El alendronato es un medicamento ampliamente utilizado hoy en día para incrementar la cantidad de mineral óseo en pacientes con las condiciones antes mencionadas. Este trabajo utiliza un modelo de remodelado óseo que se basa en la Mecánica de Daño y que considera a la porosidad ósea como la variable de daño. El planteamiento biológico se acopla al mecánico simulando tanto los cambios en el grado de mineralización del tejido óseo, como la disminución de la frecuencia de activación de las BMUs (unidades estructurales óseas - bone multicellular units)inducidos por el alendronato. Los efectos de estos cambios biológicos se representan directamente en la ley de evolución temporal deldaño. Los resultados obtenidos en simulaciones de uno y dos años de tratamiento muestran una buena correlación respecto a los datos clínicos obtenidos en la literatura.

On the modelling bone tissue fracture and healing of the bone tissue / Sobre el modelado de los procesos de fra ctura y reparacion del tejido óseo

This paper reviews the available literature on computational modelling in two areas of bone biomechanics: fracture and healing. Bone fracture analysis attempts to predict the failure of musculoskeletal structures by several possible mechanisms under different loading conditions. However, as opposed to structurally inert materials, bone is a living tissue that can repair its elf. An exciting new field of research is being developed to better comprehend these mechanisms and the mechanical behaviour of bone tissue. One of the main goals of this work is to demonstrate, after a review of computational models, the main similarities and differences between normal engineering materials and bone tissue from a structural point of view. We also underline the importance of computational simulations in biomechanics due to the difficulty of obtaining experimental or clinical results.

La fractura de todo tipo en los órganos óseos es una de las causas indirectas más importantes de mortalidad en personas de avanzada edad y uno de los factores de mayor incidencia social y económica dentro del ámbito sanitario en las sociedades desarrolladas. Es por tanto importante disponer de una mejor comprensión de los mecanismos de fractura ósea y de los modelos necesarios que tratan de predecir su fallo como consecuencia de diferentes condiciones de carga. Sin embargo, a diferencia de lo que ocurre en materiales inertes, el hueso, como tejido vivo, tiene la capacidad de autorepararse. De hecho el mejor conocimiento de estos comportamientos, junto a la posibilidad de simulaciones suficientemente precisas, permitiría un mejor diseño de prótesis e implantes, siendo éste un campo de investigación de gran actualidad. Los objetivos principales de este trabajo son comprender las diferencias y similitudes entre el comportamiento a fractura entre el tejido óseo y los materiales ingenieriles habituales desde un punto de vista estructural, así como realizar una revisión de la bibliografía disponible sobre el modelado computacional en estas dos áreas de la Biomecánica ósea: fractura y conformación del callo óseo, con objeto de enfatizar la importancia de la simulación en esta disciplina,, debido a la enorme dificultad, e incluso imposibilidad en muchos casos, de obtener resultados experimentales precisos y personalizados.