BIOMOD

El labio leporino y paladar hendido es la malformación congénita más frecuente de la cabeza y el cuello, con una incidencia de 1 entre 700 y 1100 recién nacidos. La reconstrucción quirúrgica de las diferentes estructuras anatómicas se realiza mediante la implantación de un injerto alveolar, un procedimiento agresivo que no está exento de complicaciones y que, en algunos casos, debe repetirse debido a la falta de osteointegración del implante. El proyecto se centra en estudiar cómo los diferentes parámetros biomecánicos presentes en la región mandibular desempeñan un papel activo durante la osteointegración de los implantes alveolares utilizados en cirugía maxilofacial para casos de labio leporino y paladar hendido. Los objetivos del proyecto consisten en establecer una correlación entre los parámetros biomecánicos del escenario maxilofacial y la osteointegración del implante a través del desarrollo de un modelo biomédico avanzado basado en elementos finitos. Una vez que se haya establecido esta relación, será posible diseñar implantes para labio leporino que proporcionen el grado apropiado de señalización biomecánica para promover la osteointegración, asegurando el rendimiento del implante y mejorando el éxito de la práctica clínica.

El injerto óseo autólogo es una técnica común en la cirugía reconstructiva de la fisura labio palatina (CLP), que utiliza el propio tejido óseo del paciente para restaurar la anatomía maxilofacial y mejorar la funcionalidad. Aunque esta técnica tiene una alta tasa de éxito en términos de osteointegración, en algunos casos la integración del injerto no es óptima, lo que puede causar complicaciones y requerir intervenciones adicionales. La interacción mecánica entre el injerto y el hueso circundante es fundamental para la osteointegración, ya que las fuerzas biomecánicas afectan directamente la actividad celular y la remodelación ósea. Si las tensiones son demasiado bajas, no se consigue el contacto adecuado entre el injerto y el hueso, lo que dificulta la integración. Por el contrario, si las tensiones son excesivas, se genera un estrés celular que puede interferir con la remodelación ósea, afectando la estabilidad y la funcionalidad del injerto a largo plazo. Comprender estos factores biomecánicos es esencial para optimizar la curación y reducir el riesgo de complicaciones. En este proyecto se ha realizado un modelo biomecánico de CLP a partir de casos clínicos combinando un modelo físico con modelos virtuales a partir del método de elementos finitos. A partir de TACs de diversos pacientes, se generaron modelos tridimensionales del maxilar, aplicando un protocolo que incluyó la segmentación de imágenes, discretización, mallado, asignación de propiedades materiales y la definición de condiciones de contorno. Con estos modelos, se realizaron simulaciones biomecánicas para estudiar cómo la geometría y el posicionamiento del injerto afectan la distribución de tensiones en la zona de la fisura evaluando diferentes escenarios y considerando variaciones en la colocación del injerto, como su impacto y alineación con la posición planificada. Los resultados incluyen la obtención de un modelos avanzado y preciso como herramienta para estudiar la CLP, así como para personalizar el posicionamiento óptimo del injerto en cada paciente, mejorando así la planificación quirúrgica.