Implementación del modelo de remodelación ósea de Komarova para el estudio de la sensibilidad del proceso de remodelamiento óseo ante cambios en factores locales

• Autores: Aldemar Fonseca Velázquez, Diego Alexander Garzón-Alvarado
• Localización: Ingeniería y ciencia, ISSN-e 1794-9165, Vol. 5, Nº. 10, 2009, págs. 107-132
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    En este artículo se lleva a cabo la implementación del modelo de remodelación ósea de nivel celular planteado por Komarova [1], usando como herramienta un diagrama de bloques funcionales. El objetivo de esta implementación es hacer un análisis de sensibilidad con respecto a la variación de los parámetros del modelo y determinar la influencia de los factores paracrinos y autocrinos en la formación de osteoclastos y osteoblastos. El modelo se implementó en el paquete comercial Simulink de Matlab R2007b. Se encontró que cada parámetro tiene un rango de funcionamiento bien determinado y que, fuera de él, la estabilidad se pierde y se establecen ganancias o pérdidas de masa ósea que se pueden atribuir a anormalidades sistémicas de los huesos. Este trabajo constituye un avance sobre el tema de remodelación ósea gracias a que, a diferencia de trabajos previos [1, 2], se incluyen las variaciones de los parámetros propios del proceso de remodelación que llevan a posibles alteraciones de los procesos del metabolismo óseo, lo cual constituye un punto de partida para el estudio de enfermedades y alteraciones de la densidad del hueso, y permite iniciar el modelado de nuevas enfermedades relacionadas con los huesos, como es, por ejemplo, la metástasis ósea. Este estudio, entonces, es un avance con respecto a los trabajos presentados por Komarova y Lemaire [1, 2] y puede explicar fenómenos de metástasis y alteraciones metabólicas como los descritos en Manolagas [3].

  • English

    In this article the cellular level model of bone remodeling implementation raised by Komarova [1] is carried out, using like tool a functional block diagram. The objective of this implementation is to make an analysis of sensitivity with respect to the variation of the model parameters and to determine the influence of the paracrine and autocrine factors in the osteoclasts and osteoblasts formation. The model was implemented in the commercial package Simulink with Matlab R2007b. We found that each parameter has a rank of determined operation and that outside him, the stability is lost and they establish gains or losses of bony mass that can be attributed to systemics abnormalitys of the bones. This work constitutes an improve about bony remodeling thanks to, unlike previous works [1, 2], it includes variations of the own parameters of the remodeling process that takes to possible alterations of the bony metabolism processes, which constitutes a departure point for the study of diseases and alterations of the density of the bone, and allows to start the modeled of new diseases related to the bones, like, the bone metastasis. Then, this study is an improve with respect to the works previously presented and can explain phenomena of metastasis, and metabolic alterations like the described ones in Manolagas work [3].

  • português

    Neste artigo, procedeu á implementaçao do modelo de remodelaçao óssea em nývel celular levantadas pela Komarova [1], usando a ferramenta de um diagrama de blocos funcionais. O objectivo desta aplicaçao é fazer uma análise de sensibilidade com relaçao a variaçao dos parametros do modelo e determinar a influencia de fatores parácrina e autócrina na formaçao dos osteoclastos e dos osteoblastos. O modelo foi implementado no pacote comercial Matlab Simulink R2007b. Descobrimos que cada parametro tem uma gama bem definida de funcionamento, e que fora dela, a estabilidade é perdida eo jogo ganho ou perda óssea pode ser atribuýda a alteraçoes ósseas sistemicas.Este trabalho representa um avanço na questao da remodelaçao óssea através de que, ao contrário de trabalhos anteriores [1, 2], incluem mudanças nos parametros do processo de remodelaçao levando a eventual comprometimento dos processos do metabolismo ósseo que é um ponto de partida para o estudo de doenças e distúrbios da densidade óssea, e permite que voce comece a modelagem do osso novo, doenças relacionadas, como, por exemplo metçastases ósseas. Este estudo, entao, é uma melhoria em relaçao ao trabalho apresentado por [1, 2] e podem explicar fenomenos de metástases e doenças metabólicas como descrito em [3].