Publicaciones
>
Artículo

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

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

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

Afiliaciones

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

Resumen

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.

Palabras clave

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

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Materials debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2021, se encontraba en la posición 18/79, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Metallurgy & Metallurgical Engineering.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales proporcionadas por WoS (ESI, Clarivate), arroja un valor para la normalización de citas relativas a la tasa de citación esperada de: 1.28. Esto indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 14 Nov 2024)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 3.72 (fuente consultada: FECYT Feb 2024)
  • Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions: 8.88 (fuente consultada: Dimensions Jun 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-06-12, el siguiente número de citas:

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

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-06-12:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 132.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 127 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 0.25.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 1 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Barrera, MDB) y Último Autor (DIAZ LANTADA, ANDRES).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido DIAZ LANTADA, ANDRES.