Análisis numérico de un modelo de osteointegración
Autores: Baldonedo, Jacobo; Fernández, José R.; Segade, Abraham
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Análisis numérico de un modelo de osteointegración
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelo de remodelación ósea
Osteointegración
Implantes endoóseos
Factores de crecimiento
Método de elementos finitos
Resultados numéricos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, estudiamos un modelo de remodelación ósea utilizado para reproducir el fenómeno de la osteointegración alrededor de implantes endoóseos. El problema biológico está escrito en términos de las densidades de plaquetas, células osteogénicas y osteoblastos y las concentraciones de dos factores de crecimiento. Su formulación variacional conduce a un sistema fuertemente acoplado de ecuaciones variacionales parabólicas no lineales. Se establece un resultado de existencia y unicidad de esta forma variacional. Luego, se introduce una aproximación completamente discreta del problema utilizando el método de elementos finitos y un esquema de Euler semi-implícito. Se obtienen estimaciones de error a priori y se deriva la convergencia lineal del algoritmo bajo algunas condiciones de regularidad adecuadas y se prueba con un ejemplo numérico. Finalmente, se presentan resultados numéricos de una y dos dimensiones para demostrar la precisión del algoritmo y el comportamiento de la solución.
Descripción
En este trabajo, estudiamos un modelo de remodelación ósea utilizado para reproducir el fenómeno de la osteointegración alrededor de implantes endoóseos. El problema biológico está escrito en términos de las densidades de plaquetas, células osteogénicas y osteoblastos y las concentraciones de dos factores de crecimiento. Su formulación variacional conduce a un sistema fuertemente acoplado de ecuaciones variacionales parabólicas no lineales. Se establece un resultado de existencia y unicidad de esta forma variacional. Luego, se introduce una aproximación completamente discreta del problema utilizando el método de elementos finitos y un esquema de Euler semi-implícito. Se obtienen estimaciones de error a priori y se deriva la convergencia lineal del algoritmo bajo algunas condiciones de regularidad adecuadas y se prueba con un ejemplo numérico. Finalmente, se presentan resultados numéricos de una y dos dimensiones para demostrar la precisión del algoritmo y el comportamiento de la solución.