Comparación de la Respuesta Ultrasónica de Muestras de Hueso Trabecular Natural y Artificial Biomimético

Abstract

Las metodologías de ultrasonido cuantitativo pueden ser empleadas para evaluar la calidad del hueso. Las técnicas más ampliamente difundidas miden la atenuación ultrasónica de banda ancha (BUA) y la velocidad del sonido (SOS). La SOS y la BUA permiten determinar factores clínicos predictivos del riesgo de fractura asociado a la osteoporosis, aunque su relación cuantivativa con los parámetros que describen la geometría y propiedades mecánicas del hueso no es completamente conocida. Se presenta en este trabajo un estudio comparativo de las respuestas ultrasónicas del hueso trabecular natural y el hueso trabecular artificial biomimético propuesto en Colabella et al. (Biomechanics and Modeling in Mechanobiology, 16(5), 1485–1502, 2017). Para esto se simulan ensayos de trasmisión ultrasónica de muestras naturales y artificalies biomimmeticas de hueso trabecular. La simulación de los ensayos se realiza mediante modelos de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD) con el software de domino público SimSonic. Los resultados de las simulaciones son correlacionados con los parámetros geométricos de las microestructuras y se comparan con las predicciones de modelos elastodinámicos analíticos basados en la teoría de Biot para medios porosos.