Estudio del entorno mecanico de huesos largos enfoque computacional y exprimental

Durante el desarrollo embrionario, los huesos largos se forman mediante un proceso conocido como osificación endocondral.1 Los huesos presentan una estructura cartilaginosa encargada del crecimiento longitudinal, conocida como placa de crecimiento, la cual se divide histológicamente en 3 zonas: la zona de reserva, la zona proliferativa, aquí los condrocitos adquieren una forma aplanada y se caracterizan por su alta tasa de proliferación y su organización columnar y la zona hipertrófica constituida por condrocitos que han detenido el proceso de división y aumentan el volumen celular alrededor de 10 veces.2,3 La morfología y grosor de la placa de crecimiento varían en función del hueso y la edad. De la misma forma, el comportamiento de la placa de crecimiento se encuentra regulado por una compleja interacción de factores bioquímicos y físicos.3 Se han realizado varias aproximaciones teóricas con el fin de entender la regulación mecánica sin embargo no existen reportes del efecto de la distribución de esfuerzos durante el desarrollo, de esta manera en este trabajo se presenta una aproximación computacional del efecto de estos factores sobre la tasa de osificación y dinámica de la placa de crecimiento. Por otra parte, en la literatura se encuentran trabajos de que describen algunos factores bioquímicos que intervienen en el funcionamiento de la placa de crecimiento, sin embargo no incorporan el efecto de las cargas mecánicas sobre estos procesos bioquímicos, siguiendo este esquema se presenta un estudio que incorpora el efecto del bucle regulatorio bioquímico Ihh-PTHrP bajo cargas mecánicas en la transición de condrocitos de la zona proliferativa a hipertrófica. Finalmente, debido a la necesidad de retroalimentar los modelos computacionales existentes sobre el desarrollo óseo, se presenta una descripción completa del desarrollo de huesos largos (fémur y humero) desde etapa embrionaria hasta la madurez sexual en ratones, con el fin de extrapolar estos datos al desarrollo óseo en humanos. En conclusión, tanto la implementación de modelos matemáticos y computacionales, combinados con estudios experimentales, permiten mejorar el entendimiento de procesos biológicos complejos como el desarrollo óseo y la dinámica del crecimiento de los huesos. Lo anterior es importante en pro de diseñar estrategias terapéuticas, en base a la información generada por estos estudios, para contribuir a la solución de diferentes patologías relacionadas con el desarrollo óseo.

• Autores: Moncayo Donoso, Miguelangel
• Fecha de publicación: 2015
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/54404
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/54404; http://bdigital.unal.edu.co/49340/
• Palabra clave: 0 Generalidades / Computer science, information and general works; 5 Ciencias naturales y matemáticas / Science; 51 Matemáticas / Mathematics; 57 Ciencias de la vida; Biología / Life sciences; biology; Desarrollo óseo; Placa de crecimiento; Centro secundario de osificación; Esfuerzos mecánicos; Factores bioquímicos; Bone development; Growth plate; Secondary ossification center; Mechanical stress; Biochemical factors
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• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional