Biomecánica de los huesos

Milagro VargasAdriana sinning

María Fernanda AguilarAmelia torres

Isabel quintero

• El sistema esquelético esta compuesto por los huesos, que unidos a las articulaciones, confieren a este sistema sus funciones básicas de sostén y movilidad del cuerpo humano

HUESOS

• El hueso es el único tejido cuya responsabilidad principal es soportar las cargas mecánicas de las que es objeto el cuerpo

COMPOSICION Y ESTRUCTURA DEL TEJIDO OSEO

• INORGÁNICO 60%: dureza y rigidez hidroxiapatita (calcio y fosforo) mg,na,k,cl• ORGÁNICO 30%:flexibilidad y resistencia tensil fibras colágenos células Oseas• AGUA 10%

huesos

Desempeñan dos tipos de funciones:

• 1) MECANICAS: ES SOPORTE Y PROTECCION DE ORGANISMOS INTERNOS

• 2) FISIOLOGICAS: controla el metabolismo de calcio, magnesio y fosforo, producción de células

El hueso como estructura

• El hueso posee propiedades mecánicas que se pueden estudiar desde un punto de vista macroscópico y microspicopicas

MACROSCÓPICAMENTE

• La forma de los huesos refleja una adaptación a cargas estáticas y dinámicas, así como su función de protección y soporte de órganos.

• El hueso está compuesto de hueso compacto y esponjoso. Puede considerarse que es un continuo entre un material menos a uno más poroso.

MICROSCÓPICAMENTE

• Depende de la organización del colágeno, de la organización de la hidroxiapatita y de la organización de los vasos sanguíneos

A pesar de las diferencias en la forma macroscópica el hueso presenta una configuración estructural

microscópica semejante con independencia de que sea cortical o esponjoso

• Configuración laminar ( hueso maduro)• Configuración no laminar o en encaje ( hueso

inmaduro)

CARACTERISTICAS BIOMECANICAS HUESO MADURO O CORTICAL

• tejido altamente especializado• en mayor proporción en la diáfisis• proveer resistencia y rigidez al sistema

esquelético• baja elasticidad• soporte gran cantidad de cargas antes de la

falla

CARACTERISTICAS BIOMECANICAS HUESO ESPONJOSO MADURO

• es mas débil , menos rígido y denso que el hueso compacto

• se ubica en mayor proporción en las epífisis• formado por traveculas que conforman una

estructura en malla• traveculas se adaptan al estrés, por

disposición del colágeno

BIOMECANICA DEL SISTEMA DE TRAVECULAS

• Distribuyen las cargas en las epífisis• Transmiten las cargas• Las traveculas se disponen en dirección de las

cargas• Tejido especializado en soportar cargas

compresivas

Hueso inmaduro

• Las fibras colágenos mineralizadas no guardan ningún paralelismo entre ellas . Esta clase de hueso es el que primero aparece en cualquier tipo de osteogenesis que mas tarde es remplazado por hueso laminar

• En el cuerpo adulto desaparece pero puede reaparecer en fracturas, tumores óseos o en cualquier situación de aumento en la producción de matriz ósea.

PROPIEDADES MECÁNICAS

• Fuerza • Rigidez• Estas dos características pueden

entenderse mas fácilmente examinando el comportamiento de los huesos bajo cargas la cual causa una deformación .

• Las propiedades mecánicas difieren en :• Huesos cortical: mas rígido soportando mayor

solicitación pero menos deformación hasta fracturarse

• Hueso esponjoso: soporta hasta un 50% de deformación . Tiene una gran capacidad de almacenamiento de energía

• Las fuerzas y momentos se pueden aplicar a una estructura en varia direcciones produciendo:

• Tensión• Compresión• Flexión• Cizalla• Torsión• Carga combinada

TENSIÓN• Durante la carga tensil cargas iguales

y opuestas se aplican hacia afuera de la estructura, y la solicitación y deformación tesil se produce en el interior de la estructura.

• Bajo carga tensil la estructura se alarga y se estrecha.

• Las fracturas se pueden observar en huesos con una gran proporción de hueso esponjoso

• (calcaneo)

COMPRESIÓN

• Se aplican cargas iguales, opuestas hacia el hueso y la solicitación y deformación se produce en el interior del hueso

• Se encuentran comúnmente en las vertebras que están sometidas a intensas cargas

cizalla

• Se realiza una carga paralela a la superficie de la estructura.

• Un hueso sometido a esta fuerza se deforma internamente de una manera angular

• Siempre que una estructura es sometida a cargas tensiles y compresivas se produce una solicitaciones en cizalla

FLEXIÓN

• Las cargas se aplican de modo que se genera una flexión donde se somete a una combinación de tension y compresión.

• Es un esfuerzo a que esta sometido un cuerpo cuando las fuerzas externas tiene una curva y hace que el hueso se doble sobre su eje mayor.

TORCION

• Se aplica una carga a un hueso de tal forma que causa un giro sobe un eje y se produce un momento dentro de la estructura, la solicitación en cizalla se distribuye por todo el hueso

Carga combinada

• El hueso esta sometido a diferentes patrones de carga durante la actividad física comunes como caminar, correr. Una fractura constantemente es producida por una combinación de cargas

• Si una carga en una dirección conocida se aplica en un hueso , la deformación puede ser medida y representada en una curva de

carga- deformación.

LEYES DEL DISEÑO OSEO• DELPECH: mayor presiones sobre cartílago,

inhibe crecimiento• JANSEN: el diseño interno es en dirección de

las presiones funcionales• JONES: no siempre la presión constante

estimula al hueso, a veces hay reabsorción ósea

• Hueter–Volkman: presiones intermitentes estimulan el crecimiento oseo

GRACIAS