Análisis de esfuerzos en geometrías de andamios óseos bajo cargas de compresión con las propiedades mecánicas de un material de Hidroxiapatita/ácido láctico

Abstract

La relación entre la resistencia del material y la geometría de los andamios óseos asegura que los poros del andamio se mantengan íntegros mientras las células de los huesos se desarrollan a través de ellos. En este estudio se presentan las simulaciones mecánicas de dos geometrías de andamios óseos usando las propiedades mecánicas de la Hidroxiapatita (HAp) mezclado con ácido láctico. Se realizaron ensayos de compresión en la HAp para conocer sus propiedades mecánicas, después se modelaron dos geometrías de andamios óseos en base a la porosidad y tamaño adecuados para la regeneración celular según lo reportado en la literatura y se usaron los valores de las propiedades mecánicas para las simulaciones MEF. Se encontró un módulo elástico de 253.4 MPa, el esfuerzo de cedencia de 7.53 MPa y el módulo de Poisson de 0.33. Las porosidades calculadas para los modelos CAD cúbico y cilíndrico son de 43.83% y de 50.51% respectivamente. Se encontró que el modelo cúbico soportó una fuerza de 21 N en contraste con el modelo cilíndrico que soportó una fuerza de 19 N, estas fuerzas se aplicaron en las simulaciones con la finalidad de no superar el esfuerzo máximo permisible de 4.5 MPa de la HAp.

Keywords

• geometría ósea
• HAp
• injerto óseo
• simulación de andamios
• biomecánica
• hueso humano