DESARROLLAN MODELOS BIOMECÁNICOS PARA PREDECIR EL COMPORTAMIENTO DE LA MANDÍBULA HUMANA

Fuente: Andalucía Innova

El estudio del comportamiento mecánico de los tejidos vivos recibe una atención por parte de la comunidad científica internacional cada vez más importante. Son muchos los grupos de investigación en Ciencias e Ingeniería que están volviendo sus miras hacia la Bioingeniería, aprovechando su experiencia en otros campos de la ciencia para aplicarlos al estudio de los sistemas biológicos en general y del cuerpo humano en particular. Esta creciente atención a la Bioingeniería es algo lógico, por otra parte, puesto que la Ciencia debe responder a los problemas a los que se enfrenta el hombre y uno de los más importantes es la salud. Desde la perspectiva de un ingeniero, el cuerpo humano se puede ver como una máquina en la que su correcto funcionamiento está íntimamente ligado a su estado.

Aunque puede parecer que la Medicina y la Biología son las disciplinas más adecuadas para abordar el problema, hay diversos aspectos de los procesos biológicos que requieren de la participación de otras disciplinas. En este sentido, los Métodos Computacionales son también muy útiles para su aplicación al análisis y modelado de cualquier sistema biológico.

Médicos y biólogos carecen, por lo general, de una base sólida en estas disciplinas, y es aquí donde entra en juego el papel del ingeniero u otros científicos. La investigación en Bioingeniería es, por tanto, claramente multidisciplinar y requiere ineludiblemente de la colaboración entre grupos cuyas líneas de investigación se cruzan continuamente. Dentro de la Bioingeniería, la Biomecánica fue una de las primeras disciplinas en desarrollarse. Por ello, el avance en este campo es superior al de otros muchos campos de la Bioingeniería. Ello no quiere decir, ni mucho menos, que el problema esté cerrado, dada la complejidad del mismo. La Biomecánica aplica los conocimientos de la Mecánica Clásica, la Mecánica de los Medios Continuos y la Mecánica de Fluidos para intentar explicar la respuesta de los sistemas biológicos.

Estos modelos se han aplicado al estudio de numerosos problemas como son: la osteoporosis, la fractura ósea, la corrección de dichas fracturas mediante fijaciones e implantes, la pérdida ósea por desuso, que sufren, por ejemplo, los astronautas sometidos a condiciones de microgravedad o las personas minusválidas, la distracción ósea, que se emplea para modificar la longitud de los huesos en personas con algún tipo de desequilibrio formativo, etc.

La gran mayoría de los modelos de comportamiento de hueso propuestos hasta ahora son de tipo fenomenológico y se limitan a establecer una relación entre las condiciones a las que está sometido el hueso y la respuesta del tejido óseo, sin profundizar en los procesos biológicos que intervienen, sino más bien desde un punto de vista estrictamente mecánico.

Aprovechando el conocimiento en estas disciplinas, investigadores de la Hispalense dirigidos por la catedrática Juana María Mayo han iniciado un proyecto de excelencia dirigido a desarrollar diferentes modelos biomecánicos que permitan predecir el comportamiento de la mandíbula humana ante determinadas actividades o ante estímulos definidos.
A partir de estudios previos realizados por el grupo, se pretenden resolver varios problemas. En primer lugar se desea mejorar un modelo de la remodelación ósea interna, incluyendo el daño ante cargas suficientemente altas, aplicándolo al comportamiento en las proximidades de un implante dental, ante la implantación de uno o más de ellos.

Por otro lado, se pretende hacer la simulación numérica del proceso de formación del callo óseo ante un tratamiento de distracción mandibular. «Cabe recordar que la distracción mandibular es un tratamiento que se realiza con cierta frecuencia para resolver algunos problemas de malformaciones en la mandíbula», subraya.
Finalmente, se pretende obtener un modelo cinetodinámico de la mandíbula, tal que permita determinar las cargas que se producen en diferentes partes de la misma ante distintos tipos de maniobras de masticación.