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Modelos informáticos para predecir los resultados de tratamientos óseos

La remodelación ósea es un complejo proceso biológico en el que se produce la interacción de numerosos factores y tipos de células. Un modelo informático de este proceso podría servir para predecir la respuesta a largo plazo a una intervención quirúrgica.
Modelos informáticos para predecir los resultados de tratamientos óseos
Muchas enfermedades musculoesqueléticas provocan que los afectados necesiten implantes protésicos. Sin embargo, cada vez existen más indicios de que los resultados funcionales de estos tratamientos dependen de cada paciente, por lo que se requiere un mayor grado de comprensión de los factores que propician la adaptación de los huesos al implante.

El objetivo del proyecto financiado con fondos europeos CAD-BONE (Patient-specific predictions for bone treatments) consistía en desarrollar tecnologías capaces de simular la adaptación y la curación de los huesos tras implantar una prótesis. Los investigadores del equipo combinaron en una única herramienta el procesamiento de imágenes, la elaboración de modelos musculoesqueléticos y algoritmos de remodelación ósea con el fin de predecir cambios morfológicos en los huesos derivados de alteraciones en las condiciones relativas a las cargas mecánicas que soportan.

El equipo generó un modelo específico del fémur en el que se identificaron los puntos de unión del músculo y las fuerzas a las que se ve sometido mediante un análisis de la forma de caminar. Gracias a este modelo, los investigadores pudieron prever la distribución de la densidad ósea de forma similar a como se haría con imágenes obtenidas por tomografía computarizada. También se pusieron a prueba modelos fenomenológicos de la remodelación ósea junto con modelos que simulaban la curación de fracturas óseas complejas. Estos modelos se validaron en casos clínicos en los que se conocía el desarrollo final de la fractura. Además, el consorcio se sirvió de distintos análisis numéricos para acelerar las simulaciones relativas a la remodelación ósea.

En conjunto, las actividades y los avances tecnológicos de CAD-BONE se materializaron en una novedosa metodología para predecir los resultados de los tratamientos con prótesis. Disponer de un mayor grado de conocimiento de los factores mecánicos que influyen en la remodelación y la curación de los huesos resulta de suma importancia para diseñar tratamientos efectivos.

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Palabras clave

Modelo informático, hueso, implante protésico, CAD-BONE, curación, remodelación ósea
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