Análisis de las tensiones en la mandíbula de roedores caviomorfos, mediante análisis vectorial y el método de los elementos finitos

BUEZAS, GUIDO; CISILINO, ADRIÁN; VASSALLO, ALDO

Bahía Blanca

Congreso; XXX Jornadas Argentinas de Mastozoología; 2017

Sociedad Argentina para el Estudio de los Mamíferos

La morfología del aparato masticatorio de los roedores resulta del compromiso entre el costo energético asociado a sus distintas funciones biológicas, que representan limitaciones al diseño y tamaño, y su resistencia estructural bajo diferentes usos, que pueden implicar riesgo de rotura. El riesgo de falla de la mandíbula puede ser estimado mediante la comparación de los esfuerzos máximos que sufre el hueso para distintas hipótesis de carga, con la tensión de falla. Esta comparación se expresa normalmente mediante el factor de seguridad (FS), que se define como el cociente entre las tensiones de falla y la aplicada. Se calculó en este trabajo el FS en tres regiones de la mandíbula (diastema, cuerpo mandibular, y cóndilo) de los roedores Chinchilla lanigera y Octodon degus para mordidas a nivel de los incisivos. El cálculo se realizó mediante modelos tridimensionales de elementos finitos (MEF) de alta resolución (>1100 elementos/mm3), con las geometrías de las mandíbulas construidas a partir de imágenes tomográficas. La fuerza e inserción muscular, y el ángulo de mordida se tomaron de bibliografía. En todos los casos, se observa que los mayores FS corresponden al O. degus (de 7% a 46% analíticamente, de 24% a 84% por MEF), de hábitos y dieta más demandantes sobre el aparato masticatorio queC. lanigera. A nivel del diastema se observó la mayor similitud entre métodos (hasta 30% de diferencia, vs. hasta 65% de diferencia en las otras dos regiones). Estos resultados junto con el análisis de la distribución de esfuerzos en las mandíbulas permiten inferir que el aparato masticatorio de O. degus posee una estructura mejor adaptada a dietas abrasivas y la dentoexcavación. La comparación entre métodos muestra que el MEF es de gran utilidad para analizar esfuerzos en estructuras biológicas complejas.