Remodelamento ósseo baseado na dinâmica de populações celulares com ação de agente anti-reabsortivo

Abstract

Este trabalho apresenta um modelo matemático para o remodelamento ósseo baseado nas atividades celulares, que incorpora o estímulo mecânico e a ação de agente anti-reabsortivo, que inibe a ação osteoclástica. Os autores propõem a utilização da densidade de energia de deformação como estímulo mecânico ou função ativadora do remodelamento. A ação anti-reabsortiva é modelada através do aumento da taxa de apoptose de osteoclastos e com a inclusão de uma função fármaco-reguladora na expressão do RANKL. O modelo foi resolvido por integração numérica com o algoritmo de Runge-Kutta de 4.a ordem. O modelo geométrico com propriedades materiais isotrópicas heterogêneas foi construído a partir de imagens de tomografia computadorizada. A geração da malha, implementação e simulações foram desenvolvidas em linguagem Matlab. Resultados preliminares da pesquisa indicam que o modelo captura qualitativamente bem o comportamento adaptativo do osso e as interações celulares durante o remodelamento. O aumento da taxa de apoptose osteoclástica e a inclusão da função fármaco-reguladora reproduziram o efeito anti-reabsortivo do medicamento resultando em um acréscimo na densidade de massa óssea.