Caracterización mecánica de material impreso en 3D aplicado a tejido arterial

Abstract

El uso de hidrogeles como biomateriales está en auge dentro de la medicina regenerativa, lo que hace fundamental una caracterización mecánica precisa de los mismos para su aplicación en el campo de la ingeniería de tejidos vasculares, ya que existen gran cantidad de fallos de importantes vasos como la arteria aorta. En este trabajo, a través de una metodología experimental rigurosa, se realizaron ensayos de compresión confinada y tracción en muestras de hidrogel fabricadas con impresión 3D. Los datos experimentales obtenidos fueron procesados y con ello se ajustaron los modelos hiperelásticos de Ogden y Fung en el entorno MATLAB. Los resultados mostraron que el hidrogel presenta un comportamiento mecánico no lineal, con diferencias notables entre los ensayos de compresión y de tracción. El estudio concluye que el modelo de Fung ofrece un ajuste superior a los datos experimentales, especialmente para los ensayos de compresión confinada, lo que también sugiere su idoneidad para la simulación de tejidos biológicos. A pesar de ello, en este estudio el modelo se ha diseñado para materiales isotrópicos y el tejido biológico presenta anisotropía. A partir de los ajustes de estos modelos, se obtuvieron unos parámetros constitutivos fundamentales para poder realizar una experimentación virtual con las características de nuestro biomaterial. Todo esto permite reducir el tiempo y el coste de futuras investigaciones.