El tejido óseo está compuesto principalmente a escala nanométrica por minerales de apatita, moléculas de colágeno y agua que forman el fibrilo de colágeno mineralizado (MCF). En este trabajo, desarrollamos un modelo de caminata aleatoria en 3D para investigar la influencia de la nanoestructura ósea en la difusión del agua. Calculamos 1000 trayectorias de caminata aleatoria de moléculas de agua dentro del modelo geométrico de MCF. Un parámetro importante para analizar el comportamiento del transporte en medios porosos es la tortuosidad, calculada como la relación entre la longitud del camino efectivo y la distancia en línea recta entre los puntos inicial y final. El coeficiente de difusión se determina a partir del ajuste lineal del desplazamiento cuadrático medio de las moléculas de agua en función del tiempo. Para obtener una mayor comprensión del fenómeno de difusión dentro de MCF, estimamos la tortuosidad y la difusividad en diferentes secciones en la dirección longitudinal del modelo. La tortuosidad se caracteriza por valores crecientes en la dirección longitudinal. Como era de esperar, el coeficiente de difusión disminuye a medida que aumenta la tortuosidad. Los resultados de difusividad confirman los hallazgos obtenidos por investigaciones experimentales. El modelo computacional proporciona información sobre la relación entre la estructura de MCF y el comportamiento del transporte de masa que puede contribuir a la mejora de andamios que imitan el hueso.