Al igual que en el proceso de curación de una fractura, durante la distracción osteogénica, una técnica quirúrgica que permite la formación de hueso nuevo entre dos segmentos separados, el tejido óseo crece rápidamente dentro del callo de distracción con un patrón desorganizado, con el objetivo de proporcionar un soporte mecánico rápido y temporal.

En este procedimiento, la valoración de las propiedades mecánicas del callo de la distracción es importante para evaluar la evolución clínica del proceso.

Evaluando propiedades mecánicas

La creciente rigidez de los tejidos dentro del callo a lo largo del proceso representa la estabilidad mecánica del hueso distraído. Por lo tanto, la información sobre la tasa de aumento de las propiedades mecánicas del callo, ayudará a identificar un punto final de curación y puede contribuir a mejorar las estrategias de tratamiento actuales.

Los investigadores determinaron un método que permite conocer mejor las características del nuevo tejido óseo que se forma.

Si bien se han desarrollado varias técnicas para cuantificar la cicatrización ósea en términos mecánicos, los métodos existentes para evaluar estas propiedades del callo son subjetivas y tienen algunas limitaciones.

A fin de comparar y proporcionar diferentes estimaciones de la rigidez de los callos de distracción durante el proceso de distracción osteogénica, un equipo de investigadores integrado por científicos de la Universidad de Huelva, la Universidad de Sevilla y del Hospital Universitario Virgen del Rocío de Sevilla, realizó un estudio cuyos resultados permiten conocer mejor las características del nuevo tejido óseo que se forma.

Para el estudio, los investigadores evaluaron las propiedades mecánicas del callo de distracción a lo largo del tiempo en modelos de silicio a partir de imágenes por tomografía axial computarizada (TAC), durante un experimento en ovejas.

Con este propósito, el equipo utilizó tres enfoques diferentes para asignar las propiedades mecánicas a los tejidos que se desarrollaron dentro del callo distraído: (1) segmentación manual simple, (2) segmentación manual basada en experimentos y (3) segmentación basada en unidades de Hounsfield (HU).

Estimar la rigidez

Finalmente, las propiedades elásticas de cada elemento se asignaron según la escala de grises en las imágenes de TAC. La rigidez de callos predicha numéricamente se comparó con mediciones previas in vivo.

Los hallazgos ayudarán a identificar un punto final de curación y pueden contribuir a mejorar las estrategias de tratamiento.

De este modo, fue posible estimar la rigidez del callo hasta 69 semanas después de la cirugía, aumentando el rango de tiempo de las mediciones in vivo reportadas previamente.

Una vez realizada la comparación, los investigadores concluyeron que la asignación según la escala de grises es el método que proporciona los mejores resultados, y que el método que considera una distribución aleatoria de la porosidad y el módulo elástico del callo, también es adecuado para predecir la rigidez del callo a partir de las 15 semanas después de la cirugía.

Estos hallazgos proporcionan un método para asignar las propiedades del material del callo de distracción, que no requiere imágenes de TAC y que puede contribuir a mejorar los modelos de silicio.

Este enfoque es de gran importancia, ya que en el campo de la osteogénesis por distracción, los cirujanos aún carecen de instrucciones establecidas para definir correctamente la planificación específica del proceso para el paciente.

Referencia: Comparison of methods for assigning the material properties of the distraction callus in computational models. International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering, 2019. https://doi.org/10.1002/cnm.3227

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