Biomateriales óseos hechos a medida
La TC es una técnica de imagenología sofisticada que reconstruye una imagen en 3D a partir de numerosas «lonchas» de imágenes de un material. El material se representa entonces por vóxeles, unidades pequeñas de volumen que permiten la representación detallada de la topología y geometría de los materiales. La explotación comercial de imágenes de TC para el diseño estructural de biomateriales e implantes se encuentra obstaculizada por la falta de datos fisicoquímicos correspondientes para transmitir modelos mecánicos con un método de elementos finitos (MEF). Más bien, los bioingenieros utilizan el análisis de regresión o conjeturas basadas en la experiencia, sacando conclusiones bastante inadecuadas del diseño asistido por ordenador (CAD). Recientemente, unos investigadores pioneros desarrollaron nuevas técnicas para obtener datos sobre la composición química de tomografías computarizadas y convertirlos en propiedades de materiales. Unos científicos financiados con fondos comunitarios utilizaron este conocimiento para desarrollar herramientas de simulación para la ortopedia y la ingeniería tisular ósea en el marco del proyecto BIO-CT-EXPLOIT («Innovative simulation tool for bone and bone biomaterials, based on enhanced CT-data exploitation»). Concretamente, los investigadores buscaron una solución para representar las propiedades específicas del paciente en un paquete informático, intuitivo y fácil de usar, para ayudar a los médicos en la planificación de la cirugía. Las tomografías computarizadas de numerosos materiales óseos naturales y diseñados por bioingeniería, junto con las pruebas mecánicas integrales de biomateriales, facilitaron el desarrollo de algoritmos para convertir la información volumétrica específica adquirida por rayos X en vóxeles en tres tipos diferentes de propiedades elásticas. Estas se combinaron con herramientas de análisis de imagen para formar el paquete informático completo. El programa de simulación BIO-CT-EXPLOIT constituye una herramienta valiosa para los médicos, pues permite planificar mejor la cirugía y adaptar implantes tisulares y estructuras específicos para cada paciente. Se espera alargar la esperanza de vida con menos complicaciones, lo cual es de gran importancia para el envejecimiento de la población de la UE. La conversión precisa de datos de TC en propiedades mecánicas también encontrará, sin duda, aplicación en otros muchos campos de la investigación de materiales.
