Vibraciones artificiales para predecir fracturas en huesos con osteoporosis: Nuevas fronteras en biomecánica, diagnóstico y salud pública.
Vibraciones artificiales para predecir fracturas en huesos con osteoporosis: Nuevas fronteras en biomecánica, diagnóstico y salud pública.
Figura 1. Imagen
generada con IA (ChatGPT, 2025) por las autoras.
Si eres un lector que vivió los 80s, seguramente en tu registro de memoria estará albergada una canción que gritaba: “…y suena y suena y suena mi esqueleto y suena y suena y suena al bailar…” cantada por las víctimas del Dr. Cerebro y que, al interiorizar su estructura músical, se define hoy para la musicalización de proyectos que buscan reforzar los diagnósticos de traumatología con biomecánica.
Hay quienes creen que el esqueleto es solo una sombra silenciosa bajo la piel, un conjunto de huesos que nos sostiene mientras la vida se mueve afuera. Pero basta un instante para descubrir que ese armazón late, vibra y murmura historias antiguas. Si pudiéramos escucharlo, quizá nos advertiría de sus grietas, de los sitios donde la fuerza se ha vuelto recuerdo y donde un golpe mínimo podría convertirse en fractura.
¿Y si existiera una forma de amplificar ese sonido? ¿De escuchar las vibraciones que anuncian que un hueso está a punto de romperse? ¿Y si, antes de que la fractura ocurra, pudiéramos interpretar la melodía oculta de la fragilidad? De eso trata este blog: de aprender a escuchar al esqueleto antes de que grite.
La osteoporosis es, en muchos sentidos, un enemigo silencioso. No duele, no avisa y avanza sin mostrar señales claras, hasta que un día una caída leve, un mal paso o incluso un movimiento cotidiano desencadena una fractura que altera por completo la vida de una persona. Lo que rara vez se enfatiza es que, aun cuando el hueso sufre de un deterioro por la porosidad que lo conforma, sigue conservando su naturaleza de estructura mecánica, es decir; responde a cargas dinámicas, se deforma, disipa energía y revela su estado interno a través de su comportamiento vibratorio, así es ¡los huesos vibran!
El comprender la dinámica de estructura porosas, como lo son los huesos, abre una posibilidad fascinante: ¿podemos usar vibraciones artificiales, aplicadas de manera segura y controlada, para detectar cambios en la estructura del hueso antes de que ocurra una fractura? En otras áreas de ingeniería —aeronáutica, civil, automotriz— las vibraciones se utilizan para evaluar integridad estructural. Aquí cabría preguntarnos si esos mismos principios podrían trasladarse a reforzar un diagnóstico médico.
2. Estadísticas serias.
La osteoporosis
afecta a más de 500 millones de personas en el mundo, según la International
Osteoporosis Foundation. A partir de los 50 años, una de cada tres mujeres y
uno de cada cinco hombres sufrirá una fractura por fragilidad en algún momento
de su vida. Estas fracturas, lejos de ser menores, conllevan altos niveles de
discapacidad, pérdida de autonomía y un riesgo aumentado de mortalidad en el
primer año posterior al evento.
Figura
2. Imagen generada con IA (ChatGPT, 2025) por las autoras.
El problema está creciendo. La OMS reporta que en 2019 ocurrieron 178 millones de fracturas a nivel global, un aumento del 33% respecto a 1990 (World Health Organization, 2024). De estas, una proporción considerable está asociada al deterioro óseo. Además, más de 455 millones de personas viven con secuelas crónicas derivadas de fracturas previas.
En México, las cifras también son alarmantes. La tasa de fractura de cadera en mayores de 50 años se estima en aproximadamente 225 por cada 100,000 mujeres y 115 por cada 100,000 hombres (Rojas, L. G. P., & colaboradores,2022), con proyecciones que anticipan un aumento sustancial hacia 2050 debido al envejecimiento poblacional. La prevalencia de baja masa ósea en mujeres mexicanas posmenopáusicas puede superar 50%, lo que incrementa el riesgo de caída en una población que ya enfrenta barreras significativas en acceso a diagnóstico y seguimiento.
Un estudio realizado por Domínguez Gasca y colaboradores (2017), utilizando datos de la Asociación para el Estudio de la Osteosíntesis en México, reportó 1,127 fracturas registradas en su cohorte. La población analizada mostró una edad promedio de 42.9 ± 24.3 años, reflejando que las fracturas no afectan únicamente a adultos mayores, sino que están presentes a lo largo del ciclo de vida. La distribución por género reveló una clara predominancia masculina, con una razón hombre:mujer de 1.78:1. En total, se documentaron 722 fracturas en hombres (64.1%) y 405 en mujeres (35.9%), una diferencia que resultó estadísticamente significativa (p < 0.05).
3. El hueso como estructura mecánica: por qué vibra y qué revela.
Aunque solemos imaginar a los huesos como estructuras rígidas, suelen ser sistemas dinámicos. Su interior está formado por una compleja red tridimensional de trabéculas —pequeñas columnas y placas interconectadas— que distribuyen cargas y actúan como amortiguadores naturales. Esta arquitectura, llamada hueso trabecular, es la primera en deteriorarse con la osteoporosis: se vuelve más porosa, más delgada y pierde continuidad estructural.
Por otro lado, el hueso cortical, la capa externa más dura, también sufre cambios con la edad: reduce su espesor, presenta perforaciones y disminuye su capacidad para resistir deformaciones.
Desde la física, un hueso puede modelarse como un sistema vibratorio que tiene frecuencias naturales, modos propios y amortiguamiento, igual que un puente, una columna o una pieza mecánica. Cuando su estructura se debilita: La rigidez disminuye, las frecuencias de vibración bajan, la amplitud de respuesta ante un estímulo pequeño aumenta, la disipación de energía cambia. En simple: un hueso osteoporótico vibra diferente que un hueso sano.
Esto significa que, si lo estimulamos de manera segura, esa respuesta dinámica podría funcionar como un indicador temprano de fragilidad. La microarquitectura dañada no puede ocultar su debilidad cuando se la somete a un estímulo vibratorio.
Pero también hay riesgos. Determinados rangos de vibración pueden provocar microfracturas o fatiga ósea, sobre todo en osteoporosis severa. La línea entre “diagnóstico” y “daño” es fina y requiere precisión biomecánica y clínica.
4. ¿Qué son las vibraciones artificiales? Un puente entre medicina y física.
El término
“vibraciones” puede sonar peligroso, pero en biomecánica se refiere a estímulos
cuidadosamente definidos por su frecuencia, amplitud y aceleración. No es lo
mismo una vibración de maquinaria pesada que una vibración terapéutica suave
diseñada para estimular al hueso o medir su respuesta.
En general,
distinguimos tres tipos de vibraciones relevantes:
1. Vibraciones de
la vida diaria. Son de baja intensidad y provienen de actividades cotidianas:
caminar, subir escaleras, viajar en transporte o usar electrodomésticos. Aunque
benignas para personas sanas, pueden representar un riesgo acumulado en pacientes
con osteoporosis avanzada.
La ventaja científica es clara: si aplicamos una vibración estándar y medimos cómo responde el cuerpo, podemos comparar entre individuos o entre momentos diferentes en la misma persona. Esto abre la posibilidad de utilizar la vibración como una especie de “prueba de integridad” ósea, similar a las pruebas vibracionales utilizadas para evaluar aeronaves o edificios.
El reto, sin embargo, es separar lo que vibra el hueso de lo que vibran los tejidos blandos. Esto requiere modelos computacionales, sensores, simulación de elementos finitos y métodos estadísticos avanzados. Pero los avances tecnológicos ya permiten pensar en diagnósticos accesibles, no invasivos y portátiles basados en la mecánica vibratoria.
5. ¿Puede un hueso “resonar” su fragilidad? Fundamentos biomecánicos para usar vibraciones como predictor.
En ingeniería nadie espera a que un puente colapse para evaluar su integridad: se le somete a pequeñas vibraciones y se observa cómo responde. Esa firma dinámica —su frecuencia natural, su amortiguamiento, su capacidad para disipar energía— revela si la estructura está sana o si oculta un daño que todavía no se ve. Lo sorprendente es que el cuerpo humano no es tan distinto. Nuestros huesos, incluso cuando parecen silenciosos, vibran, resuenan y “cantan” su estado interno. En cierto sentido, retoman la vieja intuición, detrás de cada armazón óseo hay una historia, un ritmo y una vibración que dice más de lo que imaginamos.
La biomecánica ha demostrado que la densidad y la geometría del hueso modifican profundamente su comportamiento vibratorio. Conforme la osteoporosis avanza, las frecuencias naturales del hueso tienden a disminuir, la amplitud de la vibración aumenta incluso ante cargas pequeñas, la disipación de energía se vuelve irregular debido a microfracturas y la capacidad de absorber impactos se deteriora. En términos estructurales, es como si el hueso perdiera “afinación”: ya no vibra con la estabilidad de una estructura sólida, sino con la fragilidad de una que ha comenzado a agrietarse desde dentro.
Lo notable es que estos cambios pueden detectarse mediante sensores superficiales o plataformas instrumentadas capaces de medir cómo viajan las vibraciones desde los pies hacia el esqueleto. Modelos computacionales y simulaciones por elementos finitos ya han demostrado que deformaciones de apenas unos micrómetros pueden ser suficientes para revelar alteraciones profundas en la arquitectura del hueso trabecular. Es decir, antes de que una densitometría detecte pérdida significativa de masa ósea, el hueso ya está enviando señales dinámicas de alerta.
Esto abre una línea de investigación muy seria: si podemos capturar estas vibraciones, podríamos diagnosticar fragilidad en etapas subclínicas y anticiparnos a las fracturas. Pero también plantea desafíos importantes. Todavía debemos definir cuáles son los rangos de vibración seguros para personas con osteoporosis severa, cuánta variabilidad existe entre individuos, cómo separar la vibración del hueso de la que proviene de tejidos blandos y, sobre todo, qué parámetros dinámicos —frecuencia, amplitud, amortiguamiento o una combinación compleja de ellos— son los mejores predictores del riesgo real de fractura.
Resolver estas preguntas exige un esfuerzo interdisciplinario: biomecánicos que diseñen modelos precisos, médicos que validen la seguridad clínica, ingenieros que desarrollen sensores confiables, estadísticos que identifiquen patrones significativos y especialistas en salud pública que traduzcan estos hallazgos en programas accesibles para la población. En otras palabras, pasar de la intuición inspirada por un “esqueleto que vibra” a una tecnología diagnóstica robusta requiere ciencia seria, protocolos rigurosos y proyectos orientados a mejorar la calidad de vida.
En síntesis, la posibilidad de utilizar vibraciones artificiales para anticipar fracturas nos sitúa ante una frontera científica tan prometedora como desafiante. La biomecánica ofrece las bases, la ingeniería desarrolla las herramientas y la medicina aporta el contexto clínico; sin embargo, ningún avance será suficiente si no se construye bajo principios éticos claros. Garantizar seguridad, accesibilidad y equidad no es opcional: es la única vía para que esta tecnología beneficie realmente a quienes más la necesitan, especialmente a las personas con osteoporosis severa o con menor acceso a diagnóstico especializado. Si logramos integrar conocimiento, innovación responsable y políticas públicas adecuadas, estaremos más cerca de escuchar —y comprender— las vibraciones con las que el esqueleto anuncia su fragilidad. Y quizá entonces, como en aquella metáfora del esqueleto que vibra y “canta” su historia, podremos intervenir a tiempo, evitar fracturas y preservar la movilidad y la autonomía que dan calidad y dignidad a la vida humana.
Autores:
Dra.
Mariamne Dehonor Gómez
Dra. Elsa Maria de
la Calleja Mora
Referencias
World Health Organization.
(2024, 25 septiembre). Fragility
fractures.
Recuperado de https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/fragility-fractures Organización
Mundial de la Salud
Rojas, L. G. P., & colaboradores. (2022). Fragility
fracture systems, Latin America perspective (incidencia de fracturas de
cadera en adultos mayores en México). OTA International. Recuperado de https://journals.lww.com/otainternational/fulltext/2022/06001/fragility_fracture_systems%2C_latin_america.6.aspx Lippincott
Journals
Domínguez Gasca, Luis Gerardo, & Orozco
Villaseñor, Sergio Luis. (2017). Frecuencia y tipos de fracturas clasificadas
por la Asociación para el Estudio de la Osteosíntesis en el Hospital General de
León durante un año. Acta médica Grupo Ángeles, 15(4),
275-286. Recuperado en 11 de diciembre de 2025, de
http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-72032017000400275&lng=es&tlng=es.
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