Nuevos enfoques en el análisis de materiales de scaffold: Comprensión del comportamiento a la fatiga

07-03-2024

Los investigadores de Leartiker han logrado avances significativos en la comprensión del comportamiento de los materiales de scaffold mediante métodos de caracterización innovadores. En un estudio reciente llevado a cabo dentro del proyecto SimInSitu (Horizon 2020), se obtuvieron perspectivas valiosas sobre el comportamiento a la fatiga de los materiales de scaffold desarrollados por Xeltis, empresa holandesa de tecnología médica que desarrolla implantes vasculares transformadores que posibilitan la restauración de tejidos endógenos. Empleando metodologías avanzadas, el equipo descubrió comportamientos sorprendentes sobre la respuesta del material a las condiciones de carga por fatiga.

SimInSitu es un proyecto europeo Horizon 2020 liderado por la empresa 4RealSim y cuenta con un consorcio en el que Leartiker participa como socio junto con otras entidades europeas: UNIPA, KU-Leuven, MINES Saint-Étienne, Xeltis, Capvidia, TU-Graz, e ISMETT.

Esta iniciativa europea inició su andadura en 2021 con el objetivo de desarrollar la primera plataforma de desarrollo y ensayos clínicos in silico capaz de predecir la respuesta a corto y largo plazo de las válvulas cardíacas de ingeniería tisular (TEHV) in situ en humanos. Una herramienta que permitirá la evaluación clínica virtual y la optimización del rendimiento y la seguridad de las TEHV mediante un enfoque multidisciplinar que combina modelos computacionales avanzados específicos para cada paciente, algoritmos de remodelación del tejido y del crecimiento y modelos de dispositivos específicos.

Un avance significativo

El análisis microscópico realizado como parte de la investigación sobre el comportamiento a la fatiga de los materiales de scaffold analizados dentro del proyecto, reveló cambios notables en la apariencia fibrilar y una reducción en el diámetro debido a la deformación permanente, proporcionando evidencia de fatiga. Además, se observó un comportamiento anisotrópico distintivo en la propagación de grietas, con una preferencia consistente por la dirección axial, lo que enfatiza la influencia de la microestructura en el rendimiento de fatiga. El enfoque de caracterización utilizado en este estudio simplificó el comportamiento del material en parámetros esenciales como el trabajo de fractura, la energía de rotura y desgarro, así como la sensibilidad a defectos. Estos parámetros ofrecen perspectivas valiosas sobre la resistencia a la fractura, el comportamiento del crecimiento de grietas y la sensibilidad a los defectos, facilitando comparaciones entre diferentes condiciones.

Las implicaciones de estos hallazgos son significativas, proporcionando a los investigadores e ingenieros parámetros cruciales para la toma de decisiones informadas y permitiendo comparaciones con otros materiales o diferentes versiones de scaffolds. Además, los datos generados pueden alimentar modelos predictivos, facilitando una exploración más profunda del rendimiento del scaffold durante la degradación de biomateriales y la generación de tejidos.

Este estudio, liderado por investigadores de Leartiker, representa un avance significativo en la caracterización de materiales de scaffolds, ofreciendo perspectivas valiosas sobre el comportamiento del material y allanando el camino para un diseño y aplicación mejorados en diversos entornos biomédicos.