Estudio de la influencia de la edad en la calidad ósea a partir del análisis mecánico de la mandíbula de una población de mujeres sanas

Abstract

[ES] El estudio de las propiedades mecánicas de la mandíbula es de creciente interés para investigadores y profesionales sanitarios en áreas como cirugía maxilofacial, odontología, ortodoncia e implantología, por sus aportes en el diagnóstico, la planificación quirúrgica y terapéutica, y el seguimiento de pacientes. La utilización de los modelos mecánicos virtuales, que replican la forma y la función del hueso, permiten determinar sus propiedades mecánicas y evaluar su calidad. El objetivo principal de este trabajo fue estudiar la influencia de la edad en la calidad del hueso mandibular mediante un análisis biomecánico utilizando el método de elementos finitos a partir de una previa segmentación de las mandíbulas adquiridas mediante Tomografía Computarizada (TC).Se analizó una población de mujeres adultas sanas (N=70) con rango de edad de 20 a 90 años, media de edad 56,6 ± 12,2 años. Se les había solicitado una TC para estudio preimplantacional. Se utilizó una aplicación para la extracción de los tejidos mandibulares del conjunto de imágenes. Posteriormente se creó un modelo por elementos finitos. Tras el modelo por elementos finitos, se procedió a un análisis biomecánico mediante un ensayo de carga simulado aplicando una carga de 130 Nw sobre incisivos centrales y laterales o la región correspondiente. Se estudiaron tres parámetros: estrés, tensión y desplazamiento. Se encontraron diferencias significativas en el desplazamiento entre los distintos grupos de edad. Los avances en las técnicas de modelado por ordenador utilizando imágenes médicas de uso rutinario en clínica proporcionan otra opción realista para estimar la distribución de la tensión y demás propiedades mecánicas y estarán disponibles para su uso clínico en un futuro no muy lejano.

[EN The study of the mechanical properties of the jaw is of increasing interest to researchers and health professionals in areas such as maxillofacial surgery, dentistry, orthodontics and implantology, for their contributions in the diagnosis, surgical and therapeutic planning, and monitoring of patients. The use of virtual mechanical models that replicate the form and function of bone, allow determine their mechanical properties and quality assessment. The main objective of this work was to study the influence of age on mandibular bone quality by biomechanical analysis using the finite element method based on a prior segmentation of the jaws acquired by Computed Tomography (CT). We analyzed a population of healthy adult women (N = 70) with age range from 20 to 90 years, mean age 56.6 ± 12.2 years. They had requested a preimplantation CT study. An application was used for the extraction of the mandibular tissues of the set of images. Subsequently it was created a finite element model. After the finite element model, we proceeded to a biomechanical analysis using a simulated load test applying a load of 130 Nw on central and lateral incisors or the region concerned. Three parameters were studied: stress, strain and displacement. Significant difference in displacement between the different age groups. Advances in computer modeling techniques using medical imaging in clinical routine use provides another realistic option for estimating the distribution of stress and other mechanical properties and will be available for clinical use in the future.