Determinación De Las Constantes Elásticas Anisótropas Del Tejido Óseo Utilizando Tomografías Computadas. Aplicación A La Construcción De Modelos De Elementos Finitos

Abstract

El modelado computacional utilizando el Método de los Elementos Finitos (MEF)
es extensamente aplicado con el objeto de cuantificar la distribución de tensiones y
deformaciones alrededor de implantes óseos y estudiar la influencia de estas distribuciones
en su estabilidad a largo plazo. Con el objetivo de proporcionar predicciones confiables,
estos modelos deben poseer una apropiada representación de las propiedades mecánicas del
tejido óseo.
Se presenta en este trabajo una metodología para determinar las constantes elásticas
del tejido óseo a partir de estudios de Tomografías Computadas (TC). Se plantea para ello la
hipótesis de una ley constitutiva isótropa transversal para el tejido óseo, con su eje de
anisotropía definido por la dirección de los canales haversianos en el tejido cortical y la
dirección predominante de las trabéculas en el tejido esponjoso. Las correlaciones entre la
densidad del tejido óseo y sus constantes elásticas, se elaboraron utilizando un esquema de
homogenización y bases de datos disponibles en la bibliografía. La dirección del eje de
anisotropía es determinada utilizando la hipótesis de Wolff mediante el análisis de un modelo
de MEF auxiliar con una ley constitutiva isótropa y homogénea.
La metodología propuesta es ilustrada en la construcción del modelo para el estudio
de un implante de sustitución del extremo proximal del hueso radio.