XL Simposio Nacional de la Unión Científica Internacional de Radio - URSI 2025, Tarragona (Spain). 03-05 September 2025
Original summary:
El aumento de las enfermedades óseas debido al envejecimiento poblacional requiere la búsqueda de nuevas técnicas de implantes, como son los andamios óseos. En esta contribución se propone el diseño de andamios óseos autosensores que funcionan como sensores pasivos de microondas sin necesidad de electrónica adicional, a la vez que mantienen sus características estructurales y favorecen la regeneración ósea. Para ello, se diseña un resonador dieléctrico (RD) poroso que se puede fabricar mediante técnicas de fabricación aditiva (impresión 3D), resultando en una estructura personalizable y de bajo coste. Se propone una prueba de concepto mediante la que se observa que la simulación de la regeneración ósea produce un cambio en la frecuencia de resonancia y ancho de banda del RD poroso. Estos resultados experimentales demuestran la validez de esta técnica para conseguir una monitorización no invasiva, continua, en tiempo real y barata mediante radiación no ionizante para realizar el seguimiento del proceso de regeneración ósea.
English summary:
The increasing prevalence of bone health issues due to an aging population highlights the need for innovative bone graft alternatives. Additive manufacturing (AM) has enabled the development of personalized bone scaffolds that meet mechanical and regenerative requirements. This work proposes self-sensing scaffolds that function as passive sensors for monitoring bone regeneration without additional electronics. A porous dielectric resonator (DR) structure is designed to maintain the mechanical and regenerative properties of conventional scaffolds while enabling wireless, non-invasive monitoring. The scaffolds are fabricated using AM techniques with PLA-based filaments loaded with zirconia, while hydroxyapatite (HA) is used in experimental validation to simulate bone regeneration. Measurements confirm that bone regeneration alters the resonance frequency and bandwidth, demonstrating the feasibility of this low-cost approach for continuous, non-ionizing, real-time bone healing assessment.
Spanish layman's summary:
Andamios óseos autosensores basados en resonadores dieléctricos porosos impresos en 3D permiten monitorizar en tiempo real y de forma no invasiva la regeneración ósea, sin electrónica adicional y manteniendo su funcionalidad estructural.
English layman's summary:
Self-sensing bone scaffolds based on 3D-printed porous dielectric resonators enable real-time, non-invasive monitoring of bone regeneration using passive microwave sensing, without additional electronics and preserving structural functionality.
Keywords: resonador dieléctrico (RD), sensor de microondas, andamio óseo, impresión 3D, aplicaciones biomédicas; Dielectric Resonator (DR), microwave sensor, bone scaffold, additive manufacturing, biomedical applications
Publication date: 03-Sep-2025.
Citation:
P. Sofokleous, E. Paz, F.J. Herraiz-Martínez, "3D-printed porous self-sensing dielectric resonator for bone regeneration", presented at XL Simposio Nacional de la Unión Científica Internacional de Radio - URSI 2025, Tarragona, Spain, 03-05 September 2025
IIT-25-158C
