Publicacions
>
Article

Artificial Intelligence Aided Design of Tissue Engineering Scaffolds Employing Virtual Tomography and 3D Convolutional Neural Networks

Publicat a:Materials. 14 (18): 5278- - 2021-09-01 14(18), DOI: 10.3390/ma14185278

Autors: Bermejillo Barrera, Maria Dolores; Franco-Martinez, Francisco; Diaz Lantada, Andres

Afiliacions

Univ Politecn Madrid, ETSI Telecomunicat, Av Complutense 30, Madrid 28040, Spain - Autor o coautor
Univ Politecn Madrid, Mech Engn Dept, ETSI Ind, Calle Jose Gutierrez Abascal 2, Madrid 28006, Spain - Autor o coautor

Resum

Design requirements for different mechanical metamaterials, porous constructions and lattice structures, employed as tissue engineering scaffolds, lead to multi-objective optimizations, due to the complex mechanical features of the biological tissues and structures they should mimic. In some cases, the use of conventional design and simulation methods for designing such tissue engineering scaffolds cannot be applied because of geometrical complexity, manufacturing defects or large aspect ratios leading to numerical mismatches. Artificial intelligence (AI) in general, and machine learning (ML) methods in particular, are already finding applications in tissue engineering and they can prove transformative resources for supporting designers in the field of regenerative medicine. In this study, the use of 3D convolutional neural networks (3D CNNs), trained using digital tomographies obtained from the CAD models, is validated as a powerful resource for predicting the mechanical properties of innovative scaffolds. The presented AI-aided or ML-aided design strategy is believed as an innovative approach in area of tissue engineering scaffolds, and of mechanical metamaterials in general. This strategy may lead to several applications beyond the tissue engineering field, as we analyze in the discussion and future proposals sections of the research study.

Paraules clau

3d convolutional neural networks (3d cnns)Artificial intelligence (ai)LearnMachine learning (ml)Materials discoveryTissue engineeringTissue engineering scaffolds

Indicis de qualitat

Impacte bibliomètric. Anàlisi de la contribució i canal de difusió

El treball ha estat publicat a la revista Materials a causa de la seva progressió i el bon impacte que ha aconseguit en els últims anys, segons l'agència WoS (JCR), s'ha convertit en una referència en el seu camp. A l'any de publicació del treball, 2021, es trobava a la posició 18/79, aconseguint així situar-se com a revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoria Metallurgy & Metallurgical Engineering.

Des d'una perspectiva relativa, i tenint en compte l'indicador de impacte normalitzat calculat a partir de les Citacions Mundials proporcionades per WoS (ESI, Clarivate), proporciona un valor per a la normalització de citacions relatives a la taxa de citació esperada de: 1.28. Això indica que, comparat amb treballs en la mateixa disciplina i en el mateix any de publicació, el situa com un treball citat per sobre de la mitjana. (font consultada: ESI 14 Nov 2024)

Aquesta informació es reforça amb altres indicadors del mateix tipus, que encara que dinàmics en el temps i dependents del conjunt de citacions mitjanes mundials en el moment del seu càlcul, coincideixen a posicionar en algun moment el treball, entre el 50% més citats dins de la seva temàtica:

  • Mitjana Ponderada de l'Impacte Normalitzat de l'agència Scopus: 3.72 (font consultada: FECYT Febr 2024)
  • Field Citation Ratio (FCR) de la font Dimensions: 8.88 (font consultada: Dimensions Jun 2025)

Concretament, i atenent a les diferents agències d'indexació, aquest treball ha acumulat, fins a la data 2025-06-11, el següent nombre de cites:

  • WoS: 32
  • Scopus: 51
  • Europe PMC: 8
  • OpenCitations: 38

Impacte i visibilitat social

Des de la dimensió d'influència o adopció social, i prenent com a base les mètriques associades a les mencions i interaccions proporcionades per agències especialitzades en el càlcul de les denominades "Mètriques Alternatives o Socials", podem destacar a data 2025-06-11:

  • L'ús, des de l'àmbit acadèmic evidenciat per l'indicador de l'agència Altmetric referit com a agregacions realitzades pel gestor bibliogràfic personal Mendeley, ens dona un total de: 132.
  • L'ús d'aquesta aportació en marcadors, bifurcacions de codi, afegits a llistes de favorits per a una lectura recurrent, així com visualitzacions generals, indica que algú està fent servir la publicació com a base del seu treball actual. Això pot ser un indicador destacat de futures cites més formals i acadèmiques. Aquesta afirmació està avalada pel resultat de l'indicador "Capture", que aporta un total de: 127 (PlumX).

Amb una intenció més de divulgació i orientada a audiències més generals, podem observar altres puntuacions més globals com:

  • El Puntuació total de Altmetric: 0.25.
  • El nombre de mencions a la xarxa social X (abans Twitter): 1 (Altmetric).

És fonamental presentar evidències que recolzin l'alineació plena amb els principis i directrius institucionals sobre Ciència Oberta i la Conservació i Difusió del Patrimoni Intel·lectual. Un clar exemple d'això és:

  • El treball s'ha enviat a una revista la política editorial de la qual permet la publicació en obert Open Access.

Anàlisi del lideratge dels autors institucionals

Hi ha un lideratge significatiu, ja que alguns dels autors pertanyents a la institució apareixen com a primer o últim signant, es pot apreciar en el detall: Primer Autor (Barrera, MDB) i Últim Autor (DIAZ LANTADA, ANDRES).

l'autor responsable d'establir les tasques de correspondència ha estat DIAZ LANTADA, ANDRES.