Huesos

hotmail.comAnales de Mecánica de la Fractura 25, Vol. 1 (2008)

CARACTERIZACIÓN MECÁNICA DE LAS PROPIEDADES DEL TEJIDO ÓSEO CORTICAL J. Grasa, L. A. González, M. J. Gómez Benito, J. M. García-Aznar, J. A. Bea, P. J. Laborda, M. Doblaré Grupo de Mecánica Estructural y Modelado de Materiales (GEMM), Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A) Ed Torres Quevedo, C/Maria de Luna 3,50018 Zaragoza. España E-mail: jgrasa@unizar.es

RESUMEN El presente trabajo recoge los resultados obtenidos en los ensayos mecánicos ``in vitro'' llevados a cabo sobre una serie de tibias de oveja. Cada una de las tibias se somete a un ensayo no destructivo de flexión a cuatro puntos que permite obtener, con una configuración adecuada del procedimiento de ensayo, el denominado perfil polar derigidez a flexión. Este indicador, que recoge los diferentes valores de rigidez del hueso dependiendo de su orientación respecto a los diferentes planos de referencia (anterior, posterior, lateral y medial), permite caracterizar de forma global su comportamiento a flexión. Posteriormente, las tibias se someten a un ensayo destructivo de torsión obteniendo de esta forma los parámetros característicosde este ensayo. ABSTRACT This paper shows the results obtained in mechanical “in vitro” tests of sheep tibias. Each specimen is subjected to a non destructive four point bending test that allows obtaining, under an adequate configuration, the polar profile of bending stiffness. This parameter takes into account different values of stiffness depending on the bone orientation according the differentreference planes (anterior, posterior, lateral and medial). Therefore, it is possible to characterize the global bending behaviour of the bone. After that, tibias are subjected to a torsion destructive test to obtain the characteristic parameters. PALABRAS CLAVE: Tejido Óseo, propiedades mecánicas.

1. INTRODUCCIÓN El conocimiento detallado de las propiedades mecánicas del tejido óseo resulta degran importancia en aspectos tales como la simulación computacional de implantes [1], influencia de determinadas enfermedades [2], acción de fármacos [3], recuperación de fracturas [4]. Son muy numerosos los estudios elaborados y dirigidos a la caracterización del comportamiento del hueso así como los procedimientos y ensayos propuestos por sus autores [5,6,7]. Estos ensayos son realizadoscomúnmente “in vitro” sobre huesos de animales con características similares al humano que han sido objeto de algún tipo de experimentación previa y de la que se pretende extraer algún indicador. La mayor ventaja de este tipo de muestras animales es su mayor disponibilidad y numerosas posibilidades de experimentación frente a las procedentes de seres humanos. En el presente trabajo se muestra laelaboración de una metodología de trabajo utilizada para caracterizar las propiedades mecánicas de tibias de oveja presentando una serie de principales resultados. Esta metodología

pretende utilizarse como parte de líneas de trabajo futuras en la elaboración de modelos computacionales y de estudios de regeneración ósea. La rigidez de la parte medial de la tibia de la oveja, al igual que la de loshuesos largos del cuerpo humano, está determinada, fundamentalmente, por el hueso cortical, con lo que los ensayos aquí recogidos proporcionan resultados de los principales parámetros que caracterizan este tipo de formación ósea. Cabe destacar además que esta región no presenta una sección regular sino que varía según la posición que ocupe respecto a la parte anterior, posterior, lateral o medial. Cadaespécimen, es sometido a un ensayo no destructivo de flexión a cuatro puntos donde se modifica sucesivamente la orientación del hueso respecto al plano de carga con la finalidad de estudiar la variación de la rigidez debida a la asimetría de la sección transversal del hueso. Tras esta serie de ensayos que no superan en ningún momento el límite elástico del mismo, el hueso se ensaya a torsión...