Los modelos matemáticos ayudan con los brackets

Los modelos matemáticos permiten simular el proceso de formación de los huesos y hacer previsiones sobre su evolución en el tiempo. Esto ofrece interesantes aplicaciones en campos como la ortodoncia o la ortopedia, como asegura el investigador de la Universidad de Vigo José Ramón Fernández.

José Ramón Fernández trabaja desde hace 15 años en esta línea de investigación, primero en la Universidad de Santiago de Compostela y desde hace cuatro años en la Universidad de Vigo. En esa primera etapa, aplicaron modelos matemáticos y simulaciones numéricas con elementos finitos a diversos problemas de la mecánica mandibular como fracturas, mentoneras o distracción osteogénica (un método para tratar malformaciones y defectos del esqueleto maxilofacial), así como en ortodoncia (brackets, implantes), analizando las distintas dificultades experimentales y retos computacionales que presentaban.

"Tratamos de aplicar modelos matemáticos a las distintas problemáticas que nos planteaban los dentistas. Por ejemplo, fue interesante a nivel clínico el caso de la reducción de fracturas (un procedimiento para ajustar el hueso fracturado en su alineación correcta). Los dentistas nos plantearon la posibilidad de si con una sola miniplaca de titanio y no con dos era posible reducir una fractura, teniendo en cuenta el coste económico de estas placas, y observamos finalmente que no lo era. También realizamos simulaciones de mentoneras, un aparato que permite corregir deficiencias en la mandíbula mediante la aplicación continua de una fuerza en el mentón o en una cierta dirección", recuerda en declaraciones a DiCYT.

En la actualidad, el investigador trabaja en nuevos modelos para la remodelación ósea. En este sentido, detalla, "el objetivo es determinar cómo el hueso puede adaptarse a diferentes casos". "Por ejemplo, es conocido que la configuración ósea interna de los astronautas ha variado bastante cuando vuelven de un viaje, los huesos son más débiles internamente; o que un paciente cuando está ingresado en un hospital mucho tiempo sus huesos también cambian internamente y son más frágiles. La idea es determinar con modelos matemáticos cómo se va a modificar la estructura interna del hueso con el tiempo, con cargas mecánicas o con corrientes eléctricas aplicadas", concluye.

Se trata, pues, "de establecer a priori cómo se va a comportar el hueso", lo que tiene interesantes aplicaciones en el estudio y tratamiento de enfermedades de alta prevalencia en estos momentos, como es el caso de la osteoporosis, así como en el seguimiento de fracturas. En muchos de estos trabajos, asegura el ponente, se utilizan modelos ya conocidos, pero estas nuevas aplicaciones han permitido incluso "introducir mejoras en estos modelos matemáticos".

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