Determinación de la Permeabilidad de Microestructuras Trabeculares Mediante el Método de la Transformada Rápida de Fourier

Abstract

Durante las últimas décadas, el empleo de prótesis para el remplazo de articulaciones se ha convertido en una práctica habitual de la cirugía ortopédica. En este sentido, es de relevancia la investigación para la construcción de andamios óseos que permitan inducir y guiar el crecimiento del hueso. Para ello, sus microestructuras necesitan conjugar capacidad de soporte estructural y morfologías que permitan el transporte de nutrientes y moléculas hacia su interior. Se presenta en este trabajo el desarrollo de un método computacional para caracterizar el flujo a través de microestructuras trabeculares naturales y artificiales. Con este objetivo, se implementó un método basado en la transformada rápida de Fourier (FFT) que permite determinar la permeabilidad de un medio poroso periódico saturado por un fluido vis-coso. El método es computacionalmente eficiente y no requiere mallado, lo que hace que la construcción de los modelos sea rápida, versátil y robusta. La verificación del algoritmo se realizó utilizando modelos de microestructuras artificiales. Los resultados calculados presentan un excelente acuerdo con aquellos obtenidos empleando el método de elementos finitos.