Doble titulació

Los andamios, en la ingeniería de los tejidos, se usan con el fin de ayudar a la regeneración del hueso. Básicamente, estos andamios imitan el comportamiento mecánico del hueso trabecular, y al estimular con cargas mecánicas la estructura porosa de estos andamios, se logra la fijación de células madres, las cuales se diferencian luego en células parecidas a osteoblastos, es decir, las células responsables de la formación de tejido óseo. El objetivo de este proyecto fue vincular la estructura porosa de unos andamios (que permiten la regeneración ósea) con su comportamiento mecánico, para poder identificar y ubicar los estímulos mecánicos que favorecen la diferenciación celular. Por eso se recurrió a la μCT based FEM. En primer lugar, se adquirió por microtomografía las radiografías TAC (Tomografía Axial Computerizada) de tres andamios cerámicos (α-TCP no inyectado, α-TCP inyectado, y uno de vidrio poroso), a fin de reconstruir los andamios en 3D. Se dispuso de 1024 radiografías de cada muestra, que se superpusieron según el eje z, para reconstruir el objeto 3D. En segundo lugar, se cuantificó la porosidad de tres andamios distintos. Por tratamiento de imagen se pudo determinar por cada contorno de poro en el plano XY de las imágenes TAC: coordenadas, superficie, perímetro, circularidad, además del número de contorno por imagen. A partir de estos datos se diseño un algoritmo para medir la interconectividad de los poros. Así se vio sobre unas muestras, que la interconectividad de las 3 muestras era parecida alrededor de 88%. Se observó también que la porosidad de andamios de vidrio era mucho mas homogénea (distribución respeto a la altura de las muestras) que la de los cementos. Para acabar, se modelizaron los tres objetos 3D de los andamios por elementos finitos para conocer su comportamiento mecánico. Por motivos de limitaciones del sistema de explotación de la maquina respeto al número de elementos elevados para una muestra entera, se debió reducir las muestras en cilindros mas pequeños. Se pudo realizar mallado de volumen para 144 muestras, la mitad se analizó por elementos finitos. Los resultados de la simulación del comportamiento a compresión (2% de desplazamiento) de los andamios tienden a mostrar que los estímulos mecánicos (del orden de 3-5%) que favorecen la diferenciación celular se concentran alrededor de los poros cuanto mas se cerca se ubican los poros los unos de los otros. También se determinó que las zonas de unión entre los poros (“puentes”) estaban en tracción, provocando un alargamiento de los poros.