28/05/2025
27/05/2025
Nicolás Yanguma Muñoz, ingeniero biomédico y magíster en Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes, logró publicar los resultados de su tesis en la reconocida revista Scientific Reports. Su investigación, centrada en el análisis biomecánico del pie mediante modelado computacional, propone un enfoque innovador para entender el comportamiento interno de los tejidos durante la marcha, ofreciendo nuevas posibilidades en cirugía ortopédica y medicina personalizada.
Durante su maestría, Nicolás desarrolló un modelo computacional basado en elementos finitos para estudiar las tensiones que soportan el ligamento spring (calcáneo-escafoideo) y la fascia plantar durante las tres fases principales del ciclo de marcha: el golpe de talón, el apoyo medio y el despegue de dedos. Estos momentos, conocidos como "rockers", fueron simulados bajo cuatro escenarios distintos: pie saludable, pie plano adquirido en adultos y dos tipos de procedimientos quirúrgicos correctivos (triple artrodesis y artrodesis astragalina).
El modelo desarrollado incluyó todos los huesos del pie diferenciando entre tejido cortical y trabecular, cartílagos, ligamentos clave, y tendones como el de Aquiles y el tibial posterior. Para representar con precisión la biomecánica de la marcha, Nicolás integró datos provenientes de estudios cadavéricos, análisis cinemáticos y electromiografía, con el objetivo de reflejar condiciones realistas en la simulación.
Uno de los grandes retos del proyecto fue lograr simulaciones continuas de todo el ciclo de marcha, algo poco común en la literatura científica debido a su complejidad computacional. Cada simulación podía tardar más de 20 horas, y se requirieron más de 800 simulaciones para obtener resultados concluyentes. Además, Nicolás enfrentó problemas técnicos como la corrección de archivos de segmentación y errores de convergencia, superándolos con soluciones que ahora benefician al grupo de investigación IBIOMECH.
La tesis fue dirigida por Christian Cifuentes de la Portilla, profesor del Departamento de Ingeniería Biomédica y líder del grupo IBIOMECH, junto con el profesor Javier Bayod de la Universidad de Zaragoza (España) e investigador del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón. El artículo resultante fue revisado positivamente por seis pares académicos y publicado con acceso abierto gracias al apoyo de la Vicepresidencia de Investigación y Creación de Uniandes. Puede consultarse en: https://www.nature.com/articles/s41598-024-77764-1
Desde la perspectiva académica, esta investigación representa un avance significativo en el modelado computacional del pie, permitiendo simulaciones más realistas y detalladas que las disponibles actualmente. A diferencia de muchos modelos del estado del arte que fusionan las articulaciones de los dedos del pie, el de Nicolás las representa con rigor anatómico, mejorando así la precisión del análisis biomecánico.
Desde el campo clínico, los hallazgos ofrecen herramientas para predecir los efectos de intervenciones quirúrgicas antes de aplicarlas en pacientes, lo cual representa un avance en medicina personalizada. En colaboración con el cirujano Chandra Pasapula del Hospital Queen Elizabeth (Reino Unido), el modelo fue utilizado para estudiar distintos procedimientos ortopédicos, evidenciando su utilidad en la práctica médica.
La investigación de Nicolás aporta al desarrollo de tecnologías no invasivas para evaluar tensiones internas en el pie, mejorando así la planificación quirúrgica, la rehabilitación y el diseño de dispositivos médicos personalizados. También contribuye a optimizar los tratamientos del pie plano y otras patologías del retropié, lo que podría traducirse en una mejor calidad de vida para los pacientes.
El impacto potencial del trabajo de Nicolás es alto. Su modelo puede convertirse en una herramienta clave para la toma de decisiones clínicas más informadas, reduciendo riesgos quirúrgicos y personalizando tratamientos. Además, establece una base sólida para futuras investigaciones en biomecánica computacional aplicada a otras estructuras corporales.
Actualmente, Nicolás cursa un doctorado en ciencias motoras en la Universidad Libre de Bruselas (ULB), donde espera combinar sus conocimientos en biomecánica con neurociencia. Aunque ha pausado temporalmente su trabajo en modelado computacional, su legado sigue vivo en el grupo IBIOMECH, y su modelo continuará siendo punto de partida para nuevos proyectos de investigación que integran ciencia, ingeniería y salud.
