Proyectos
Modelo Computacional de aparición y crecimiento de centros secundarios de osificación en huesos largos.
Resumen
La simulación computacional es una herramienta de base matemática que permite mediante la descripción matemática y la implementación numérica la solución de problemas complejos. La aplicación de esta herramienta en medicina permite obtener información que complementa el conocimiento experimental de los fenómenos biológicos, mecánicos y químicos asociados a órganos y tejidos del cuerpo humano. Una de estas aplicaciones médicas está relacionada con la formación y crecimiento de la estructura ósea. Durante el desarrollo embrionario, los huesos se originan y crecen a partir de sitios que concentran la acción celular que origina cartílago y posteriormente hueso. Estos sitios de concentración son conocidos como centros primarios de osificación. Durante la etapa postnatal, la estructura ósea se modifica conforme al crecimiento del individuo, y conlleva a la elongación y ensanchamiento de los huesos. Estos cambios en la morfología ósea están relacionados con factores biológicos y mecánicos que se concentran en los denominados centros secundarios de osificación. Estos centros secundarios están presentes principalmente en las apófisis de los huesos largos y regulan el crecimiento total del individuo. Un primer modelo matemático de estos centros secundarios de osificación fue formulado en 1.988 por Carter y Shefelbine. Este modelo, de base fenomenológica, logró describir la formación de estos centros de osificación desde un enfoque que contemplaba únicamente los factores mecánicos. Sin embargo, estudios posteriores han revelado que un modelo completo del proceso de aparición y formación de dichos centros de osificación no puede desconocer la realidad biológica involucrada. En este trabajo se plantea un modelo matemático mecanobiológico de la aparición y formación de los centros secundarios de osificación. El objetivo es incluir los factores biológicos en conjunto con los factores mecánicos que regulan la formación de hueso. La validación de dicho modelo está asociada a la evolución cualitativa de los resultados numéricos respecto a resultados experimentales reportados en la literatura científica. Se espera que el modelo pueda ser simplificado y ajustado a la realidad del fenómeno biológico. Trabajos futuros permitirán que el modelo sea utilizado al estudio de procesos patológicos de invasión, como el crecimiento tumoral, debido a la fuerte relación entre los factores biológicos y mecánicos propios de cada proceso.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN 2009
Modalidad:MODALIDAD V. APOYO A TESIS DE POSGRADO
Responsable