Máquina universal de ensayos: Ensayos biomecánicos destructivos

Para la evaluación de las propiedades biomecánicas óseas, Trabeculae cuenta entre su equipamiento con una máquina universal de ensayos de compresión/flexión electromecánica (Microtest EM1/10/Fr/m) con dos transductores distintos de fuerza para distintos tipos de hueso (1 kN y 10 kN) y con un útil para ensayos de flexión en tres puntos, con separación de apoyos a partir de 5 mm y hasta 20 mm.

Para la determinación de las propiedades biomecánicas óseas es importante que las muestras se encuentren previamente congeladas a un mínimo de -20 ºC y empapadas en suero fisiológico (disolución salina 0.9 % NaCl) para prevenir la deshidratación de las mismas. Se ha comprobado que durante 7 u 8 meses bajo estas condiciones, las muestras óseas no presentan variaciones significativas en sus propiedades biomecánicas. Además, es importante añadir que no se han observado tampoco variaciones importantes en las propiedades biomecánicas cuando las muestras se someten a hasta 5 procesos cortos de descongelación-congelación. Si por alguna razón se deben descongelar las muestras deberán permanecer hidratadas con suero fisiológico.

Para la realización de ensayos de compresión uniaxial es necesario que las caras superior e inferior de la muestra sean plano-paralelas a la acción del transductor de la fuerza. Para la realización de esta tarea, Trabeculae dispone de distintos equipos de corte dependiendo de la geometría de la muestra ósea. En el caso de ensayos de flexión en 3 puntos, no es necesaria ninguna preparación previa.

Sistema IGFA (Image-guided failure analysis): Ensayos biomecánicos guiados por imagen de micro-CT

El dispositivo Material Testing Stage permite combinar el análisis de imagen mediante micro-CT con ensayos biomecánicos de tracción y compresión. Durante el escaneado, la muestra está sujeta a una fuerza controlada, mientras que en la pantalla se presenta la curva de fuerza-desplazamiento en tiempo real. El dispositivo está diseñado especialmente para ensayos de tracción y compresión mediante célula de fuerza y sensor de desplazamiento. Tanto los datos numéricos del ensayo como las curvas fuerza-desplazamiento o tensión-deformación se pueden visualizar y guardar. A la muestra sometida a una fuerza o desplazamiento predeterminado se le puede realizar un análisis de imagen mediante microtomografía. De esta manera se pueden obtener relaciones cuantitativas entre las propiedades microestructurales de la región en la que comienza el fracaso biomecánico y compararlas con las propiedades microestructurales del resto de las regiones de la muestra.


Análisis de la ultraestructura ósea mediante espectroscopía Raman e IR

En el análisis de la ultraestructura ósea, la espectroscopía vibracional (infrarrojos y Raman) se ha convertido en una herramienta de gran utilidad para examinar tejidos óseos e investigar cambios composicionales asociados con varias enfermedades óseas como la osteoporosis. El hueso mineral, un tipo de bioapatita, es menos cristalino que la hidroxiapatita geológica. La composición y el bajo grado de cristalinidad de esta bioapatita aumentan su reactividad y justifica sus cambios con la edad y los tratamientos farmacéuticos. Al menos se conocen 4 aspectos distintos de esta fase mineral que afectan a las propiedades biomecánicas del hueso: el grado de mineralización (relación entre contenido mineral y colágeno), el grado de cristalinidad del mineral (tamaño del grano mineral), la sustitución de iones (p. ej. sustitución de carbonato en posiciones fosfato), y el grado de acidificación (relación entre el área de contenido de bifosfato y el área de contenido de fosfato).

Los análisis de la ultraestructura mediante Raman y/o IR se realizan en colaboración con el Grupo de Novos Materiais del Departamento de Física Aplicada de la Universidade de Vigo.

Análisis óptico-fractal de imagen médica digitalizada: Trabeculae Q-Bone

El sistema informático Trabeculae Q-Bone permite el análisis radiogramétrico y textural de la imagen de hueso cortical y trabecular de la cadera, vértebra, radio distal, calcáneo, etc., permitiendo realizar este análisis tanto sobre radiología simple como sobre imágenes de densitometría DEXA y de TAC de alta resolución. La evaluación radiogramétrica permite obtener de manera semiautomática diferentes variables morfológicas del hueso de la región a estudio ya sean éstas medidas lineales, angulares, de sección, etc., así como otras variables biomecánicas relacionadas con la resistencia ósea de esa región anatómica. El análisis textural, basado en la aplicación de técnicas fractales, permite realizar una evaluación cuantitativa de superficies rugosas irregulares (p. ej. microestructura ósea), utilizando para ello variables tales como la dimensión fractal en 2D y 3D, índices óptico-fractales (IOF) o grado de anisotropía ósea.

Apoyo a la investigación

La línea de apoyo a la investigación es un servicio que se ofrece a aquellas entidades clínicas a las que por su tamaño y disponibilidad de recursos no les resulta rentable constituir una unidad de apoyo a la investigación estable que facilite y fomente la I+D entre los profesionales del centro.

Dentro de los servicios ofrecidos en esta línea destacan: gestión y seguimiento de ensayos clínicos; diseño de estudios experimentales; asesoramiento metodológico y creación de bases de datos; realización de análisis estadísticos; asesoramiento para la edición de resultados: presentaciones y pósters para congresos, comunicaciones y artículos científicos; búsquedas bibliográficas; información periódica y asesoramiento sobre ayudas y subvenciones a la I+D+i, etc.