Determinación de la tensión de rotura de huesos combinando ensayos mecánicos y microtomografía computarizada

Resumen

La determinación de la carga capaz de soportar un hueso se puede medir experimentalmente, en principio, mediante un ensayo de tracción convencional. Sin embargo, y dada la compleja geometría del hueso, así como las dificultades para su fijación en una máquina de tracción hace muy difícil la medida directa de la tensión de rotura mismo. Estas dificultades hacen que sea frecuente la determinación de las propiedades de dichos materiales mediante ensayos de flexión en 3 puntos. Para determinar las propiedades mecánicas de los huesos mediante ensayos de flexión requiere del conocimiento no solo de los registros carga-desplazamiento obtenidos durante los ensayos sino también de la geometría de estos. En este trabajo se ha propone un método para determinar las propiedades mecánicas de huesos combinando ensayos mecánicos con técnicas de micro-tomografía computarizada. En este trabajo se ha realizado un ensayo bio-mecánico sobre un fémur de ratón del cual se conocía previamente su geometría. Dado el carácter frágil del hueso se ha supuesto un comportamiento elástico-lineal del mismo hasta el fallo. Una vez realizado el ensayo se ha determinado, a partir de la carga máxima alcanzada, la tensión máxima real que ha soportado empleando tanto las teorías clásicas de resistencia de materiales de vigas como técnicas de elementos finitos. Como resultado de este trabajo se muestra la comparación entre los resultados obtenidos mediante la teoría de vigas, fácil de aplicar, y los modelos de elementos finitos, más costosos y complejos de aplicar.