Los conceptos clave para el diseño de dispositivos médicos incluyen biomecánica, biocompatibilidad y biofuncionalidad. Nuestro laboratorio revisará las pruebas biomecánicas en EUROLAB, la mecánica, las pruebas óseas y mecánicas de una muestra de tejido biológico utilizado en el desarrollo de dispositivos y equipos médicos.

El diseño de dispositivos médicos requiere pruebas exhaustivas. La biomecánica, que demuestra las propiedades mecánicas de los tejidos biológicos, como los huesos, los tendones, los ligamentos y los músculos, requiere investigación y pruebas de los tejidos biológicos en diversas condiciones de carga. Aunque la biomecánica aplica principios de ingeniería a los sistemas biológicos, también requiere un análisis cuidadoso del tejido biológico. Un dispositivo médico puede verificarse con precisión solo si se conocen las propiedades del tejido con el que está alterado y el tejido con el que está en contacto.

• Las propiedades mecánicas de los tejidos varían con la edad y las condiciones variables, incluidos los factores biológicos y ambientales. Además, la mayoría de los tejidos son materiales compuestos y viscoelásticos, es decir, sus propiedades mecánicas varían de un punto a otro.

Los huesos, los bloques de construcción del sistema esquelético, son materiales compuestos que consisten en fases líquidas y sólidas. El agua, que puede estar presente en la matriz orgánica o en los canales y vacíos, constituye el 25% del peso total del hueso. Las fases sólidas dan a los huesos su estructura rígida, así como flexibilidad y flexibilidad.

Los huesos se pueden reparar y remodelar, y sus propiedades mecánicas dependen de los cambios experimentados por el cuerpo. También es importante tener en cuenta que la composición y, como resultado, ciertas características del hueso varían según la edad, el sexo, el hueso y los tipos de tejido óseo y otros factores.

Existen numerosos términos para clasificar el hueso. Este artículo cubrirá brevemente dos tejidos que forman los huesos: tejido óseo cortical o compacto y tejido óseo esponjoso o esponjoso. El tejido óseo cortical denso es linealmente elástico y forma la corteza externa de los huesos y la diáfisis. La capa fibrosa que cubre todos los huesos (excepto las superficies articulares) se denomina periostio. El tejido óseo esponjoso es una red no homogénea encerrada por el hueso cortical.

Los huesos se definen como corticales o esponjosos según el grado de porosidad y organización. Aunque el grado de porosidad puede variar con el tiempo o con la enfermedad y la carga alterada, el hueso esponjoso tendrá una mayor porosidad que el hueso cortical al distinguir entre los huesos esponjosos y los huesos corticales.

Para analizar adecuadamente las propiedades del material del hueso, es necesario discutir el contenido mineral. Cuando los huesos tienen una mayor mineralización, exhiben una mayor resistencia a la tracción final (UTS) y un módulo de elasticidad. En contraste, una alta mineralización generalmente reducirá la dureza. El hueso cortical muestra un módulo de elasticidad más alto que el hueso esponjoso y tiene las propiedades más adecuadas para un par resistente. Por otro lado, el hueso esponjoso tiene una mayor capacidad para almacenar energía, por lo que puede mantener tensiones mucho más altas que las fallas, además de resistir altas fuerzas de compresión y corte.

Pruebas biomecanicas

Las evaluaciones biomecánicas para dispositivos médicos incluyen la capacidad de un implante para resistir las fuerzas de tracción, compresión y corte, las variaciones y los grados de libertad, y las propiedades mecánicas del dispositivo, como el Módulo Elástico, la resistencia de fluencia y el alargamiento por falla. Los materiales tales como metales y aleaciones, cerámicas y polímeros se utilizan para desarrollar dispositivos médicos.

Los implantes metálicos tienen una estructura de cristal 3D regular y se utilizan principalmente para soportar cargas (por ejemplo, implantes de cadera y hombro, dispositivos de fijación). Dependiendo de las propiedades del metal seleccionado, las superficies metálicas altamente reactivas que son resistentes a los tejidos circundantes generalmente requieren procesos metálicos adicionales o, cuando sea posible, el uso de otros biomateriales en la superficie exterior. Por otro lado, las cerámicas son no metálicas y no orgánicas, con la mayor resistencia a la compresión, pero exhiben propiedades de tracción deficientes. El uso más común de la cerámica son los implantes dentales. Los polímeros son materiales orgánicos que consisten en unidades de repetición. Las ventajas incluyen tasas de degradación controlada y fácil producción.

Puede trabajar con nuestro laboratorio EUROLAB para pruebas biomecánicas.