Medición óptica de deformación de tejidos biológicos usando correlación de imágenes digitales para la caracterización mecánica del mismo

Abstract

El proyecto integrador tenía como objetivo contribuir con una herramienta para el Laboratorio de Materiales de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (FCEFyN) de la Universidad Nacional de Córdoba, especialmente en la caracterización de biomateriales. Se empleó un enfoque multidisciplinario, integrando áreas como Ingeniería Biomédica y Mecánica. Se implementó un método de medición de deformaciones sin contacto utilizando un software de correlación digital de imágenes de código abierto. El propósito final era caracterizar mecánicamente hojas de espinaca descelularizada, demostrando así la utilidad y potencial del método en biomedicina.

Los métodos de medición sin contacto se presentan como alternativas para evaluar propiedades mecánicas de tejidos blandos sin perturbarlos. La técnica de medición de deformaciones por imágenes permite estudiar la anisotropía y distribución de las deformaciones, aspecto crucial en el campo de los tejidos debido a su heterogeneidad en la distribución de fuerzas.

El informe detalla el proceso de desarrollo e implementación del método, así como los procesos de validación para determinar la calidad de las mediciones de deformaciones. Se aplica el método a la caracterización mecánica de muestras de un tejido de hoja de espinaca descelularizada producido y estudiado por el Laboratorio de Química Orgánica y Biológica de la FCEFyN.

El método desarrollado se presenta como una alternativa de medición de deformaciones de bajo costo y novedosa, complementaria a los ensayos de tracción convencionales realizados con máquinas de ensayo estandarizadas. Se destaca la accesibilidad de los elementos utilizados, incluyendo una cámara de teléfono inteligente, software libre (Python) y librerías de acceso libre y/o de código abierto.

El proyecto se dividió en tres bloques: determinación y construcción del método utilizando la librería de Python μDIC, validación de las mediciones asociándolas a un patrón conocido convencional, y aplicación del método al tejido de hoja de espinaca descelularizada para el estudio de sus características mecánicas.