Model matematyczny dopasuje implant do kości

– Przestrzenną sieć beleczek kostnych, które tworzą istotą gąbczastą, można obrazowo opisać jako bardzo rozbudowaną kratownicę, w której widoczne są pewne preferowane orientacje beleczek. Kiedy do takiej przestrzennej struktury przyłożymy siłę, jej zachowanie będzie zależeć od kierunku działającej siły. Wartości sprężyste takiego materiału mogą się różnić nawet kilkukrotnie w zależności od kierunku, w którym się je bada – wyjaśnia prof. Wroński, cytowany w nadesłanym materiale.

Druga przewaga proponowanego przez pracownika AGH rozwiązania to zaimplementowanie do modelu mechanizmu, który odpowiada za zmianę w strukturze przestrzennej sieci beleczek kostnych w trakcie przebudowy tkanki kostnej. 

– W układzie kostnym działają dwa typy komórek. Osteoklasty resorbują kość, natomiast osteoblasty uczestniczą w budowie nowej tkanki. W stanie równowagi gęstość tej ostatniej się nie zmienia, ponieważ tyle samo komórek rozpuszcza kość, co buduje nową. Ale przecież one mogą budować w innym kierunku! Wówczas, mimo istnienie stanu równowagi, następuje reorientacja beleczek kostnych. Uwzględnienie tego efektu to jedna z największych zalet modelu – podkreśla uczony.

Rozwijanie tak dokładnego modelu nie byłoby możliwe, gdyby nie Laboratorium Mikro- Nanotomografii, które działa na Wydziale Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH od 2012 roku. Jednostka powstała z inicjatywy prof. Wrońskiego oraz dr hab. inż. Jacka Tarasiuka, prof. AGH, który pełni rolę jej kierownika.  

– Technika, która swego czasu tak mnie urzekła, że po 15 latach pracy, po zrobieniu habilitacji, porzuciłem swoją dawną tematykę badań, żeby zająć się czymś, co wydało mi się tak niesłychanie atrakcyjne – opowiadał niedawno o mikro- i nanotomografii prof. Tarasiuk, cytowany w komunikacie uczelni.