O esqueleto dos vertebrados é essencialmente constituído por dois
tipos de estrutura óssea: osso cortical - denso e compacto; osso trabecular
- poroso e esponjoso.
Em 1892, o fisiologista alemão Julius Wolff propôs uma explicação
para a distribuição destes dois tipos de estrutura designada, actualmente,
por lei de WoljJ.
A ideia subjacente consiste numa visão dinâmica da estrutura óssea
como consequência da sua adaptabilidade às diversas solicitações
externas. Num local onde as tensões mecânicas passem a ser mais elevadas
existirá deposição de matéria óssea, enquanto num outro, onde a partir
de determinado momento as tensões diminuam substancialmente passará
a existir absorção de matéria óssea. A este processo de absorção/deposição
de matéria óssea dá-se o nome de remodelação óssea.
Possuir um modelo fiável de remodelação óssea é da maior
importância no caso dos implantes ortopédicos, do tratamento de fracturas,
da biomecânica desportiva e da prevenção da osteoporose, do tratamento
de assimetrias ósseas durante o crescimento, etc.
A lei de Wolff afirma ainda que, perante uma mudança de estímulos
exteriores, a remodelação se dá segundo direcções privilegiadas
associadas às direcções de maior tensão mecânica. Esta afirmação tem
conduzido à elaboração dos mais variados modelos analíticos e empíricos
nos últimos cem anos.
Com o advento dos grandes meios de computação e o desenvolvimento
de conceitos matemáticos associados à optimização de estruturas foi
possível começar a ter uma maior compreensão do processo mecânico de
remodelação óssea e, simultaneamente, generalizar a maioria dos modelos
propostos neste último século. Nestes novos modelos, a lei de Wolff surge,
naturalmente, associada a condições necessárias de estacionaridade de
determinados funcionais de energia.
A discretização destes modelos matemáticos tem conduzido a
simulações numéricas que, além de permitirem uma melhor compreensão
do fenómeno da remodelação óssea, começam a desempenhar uma enorme
ajuda na prática clínica.
Neste artigo ilustrar-se-ão estes conceitos aplicando-os ao estudo da
estrutura óssea do fémur.