Desarrollan nuevos modelos virtuales de huesos con osteoporosis para ayudar a predecir el riesgo de fractura ósea

Un equipo del Instituto Universitario Concertado de Ingeniería Mecánica y Biomecánica (I2MB) de la Universitat Politècnica de València (UPV), en colaboración con el Hospital Universitario Infanta Leonor de Madrid y el Hospital Universitari i Politècnic La Fe de València está trabajando en el desarrollo de nuevos modelos virtuales de huesos con osteoporosis para predecir con mayor precisión el riesgo de que se produzca una fractura ósea. Sus últimos resultados fueron publicados en la revista Computer Methods and Programs in Biomedicine.

Según explica Ana Vercher, profesora de la UPV e investigadora principal del proyecto, son diversos los factores que determinan la elasticidad y resistencia del hueso humano. “Entre ellos, destaca el contenido en calcio, pero hay otros parámetros que se han de tener en cuenta para establecer la probabilidad de sufrir una fractura ósea”, apunta Vercher.

Así, en el marco del proyecto Frosteo*, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación/Agencia Estatal de Investigación, el equipo de la UPV, el Hospital Infanta Leonor y el Hospital La Fe ha desarrollado nuevos modelos que incluyen factores determinantes en el comportamiento mecánico del hueso, como la porosidad tisular, la heterogeneidad del tejido, su disposición y comportamiento, así como la morfometría del hueso.

“A través de nuestros modelos numéricos detallados de hueso humano y ensayos experimentales, podremos mejorar la predicción de una posible fractura ósea y reducir así la elevada morbilidad e incluso mortalidad que esta patología desencadena en una sociedad cada vez más envejecida”, destaca Ana Vercher.

Teresa Bas, jefa de sección Cirugía Ortopédica y Traumatología del Hospital La Fe explica que la fractura osteoporótica “afecta al 10.3% de la población. Los estudios epidemiolgicos demuestran que el 20 % de hombres y mujeres mayores de 50 años tienen al menos una fractura vertebral y osteoporótica que se asocia con una mayor mortalidad, por encima de las fracturas de cadera de ahí la importancia del estudio para predecir y evitar la incidencia de dichas fracturas”.

El trabajo desarrollado en el marco del proyecto Frosteo es un paso más en la trayectoria del equipo de investigación en Integridad Estructural del I2MB de la UPV coordinado por el profesor Eugenio Giner, que incluye el modelado de la mecánica del tejido óseo. En anteriores trabajos, sus investigadores e investigadoras lograron reproducir el patrón de fallo del hueso duro y esponjoso en modelos virtuales, caracterizando el comportamiento mecánico y la morfometría de los huesos sanos.

“Con este proyecto damos un paso más, y lo hacemos en colaboración estrecha con médicos especialistas en traumatología y cirugía. Esperamos que la investigación que estamos llevando a cabo, ya con resultados, ayude a establecer los indicadores más relacionados con la probabilidad de sufrir una fractura ósea”, señala Ana Vercher.

El trabajo realizado por el equipo de la UPV fue galardonado a finales del pasado año con el premio a la mejor comunicación en Tejido Duro durante la XI Reunión del Capítulo Español de la Sociedad Europea de Biomecánica (ESB2022). Anteriormente, recibió el “Premio del X Capítulo Español en Biomecánica a la Mejor comunicación en biomecánica” y el “Premio a las Mejores comunicaciones del XXIII Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica”.

Referencia

Raquel Megías, Ana Vercher-Martínez, Ricardo Belda, José Luis Peris, Ricardo Larrainzar-Garijo, Eugenio Giner, F. Javier Fuenmayor, Numerical modelling of cancellous bone damage using an orthotropic failure criterion and tissue elastic properties as a function of the mineral content and microporosity, Computer Methods and Programs in Biomedicine, Volume 219, 2022, 106764,ISSN 0169-2607 https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2022.106764

* Proyecto de I+D+i PID2020-118920RB-I00 financiado por MCIN/ AEI /10.13039/501100011033