Estrategias para la Homogenización del Comportamiento Mecánico Óseo

A.A. IBARRA PINO; A.P. CISILINO

Rosario

Congreso; VII Congreso Argentino de Bioingeniería SABI2009; 2009

Sociedad Argentina de Bioingeniería

El tejido óseo es un material compuesto natural con una microestructura anisótropa heterogénea optimizada para soportar las cargas funcionales. La respuesta mecánica de la estructura ósea es extremadamente difícil de analizar considerando cada uno de sus aspectos microestructurales debido a su heterogeneidad. Un método para evitar esta dificultad consiste en hallar un modelo de material equivalente que caracterice el comportamiento mecánico del material a escala macroscópica. Se presenta en este trabajo un método para hallar los coeficientes elásticos efectivos de la matriz de constantes elásticas mediante el llamado enfoque mecánico tradicional. A tales efectos el método de los elementos finitos se usa para llevar a cabo análisis de tensiones en una muestra representativa de volumen, y las deformaciones se procesan para determinar el tensor estructural M, que relaciona el tensor de deformación local, en la escala microscópica, con el tensor de deformaciones promedio, en la escala macroscópica. Finalmente, el tensor M se emplea para computar los coeficientes para el material continuo equivalente. El método se emplea para hallar los coeficientes elásticos equivalentes para geometrías idealizadas de hueso trabecular en dos dimensiones. El efecto del tamaño del elemento de volumen representativo se analiza y discute.