BIOMEC NICA DEL HUESO

BIOMECÁNICA DEL HUESO PROPIEDADES BIOMECÁNICAS DEL HUESO Biomecánicamente, el tejido óseo puede ser considerado como un material compuesto de dos fases (bifásico), con el mineral como una fase y el colágeno y la sustancia fundamental como la otra. Estos materiales compuestos por un elemento fuerte y vidriado incrustado en uno más débil y flexible, son más fuertes en relación a su peso de lo quees una sustancia.
• Funcionalmente, las propiedades mecánicas más importantes del hueso son su fuerza y su rigidez. Estas otras características pueden entenderse más fácilmente en el caso del hueso, o cualquier otra estructura, examinando su comportamiento bajo carga, esto es, bajo la influencia de fuerzas aplicadas externamente. La carga causa una deformación, o un cambio en las dimensiones de laestructura. • SI Una carga en una dirección conocida se aplica sobre una estructura, la deformación de esa estructura puede ser medida y representada en una curva de carga- deformación. Se puede extraer mucha información sobre la fuerza, rigidez, y otras propiedades mecánicas de la estructura examinando esta curva.
• Las propiedades mecánicas difieren en los dos tipos de hueso. El hueso corticales más rígido que el hueso esponjoso, soportando mayor solicitación pero menos deformación antes del colapso. El hueso esponjoso in vitro puede soportar hasta un 50% de deformación antes de empezar a tensionarse, mientras que el hueso cortical cede y se fractura cuando la deformación excede de 1.5 a 2.0%. Debido a su estructura porosa, el hueso esponjoso tiene una gran capacidad para elalmacenamiento de energía. En general, no es suficiente describir la fuerza ósea con un único número.
• Para comprender mejor la relación del hueso respecto a otros materiales, las curvas solicitación-deformación esquemática para el hueso, el metal y el vidrio ilustran las diferencias en el comportamiento mecánico entre estos materiales. • El metal tiene la pendiente más profunda y es por tanto el materialmás rígido. La porción elástica de la curva para el vidrio y el metal es la línea recta, indicando un comportamiento linealmente elástico; el hueso prácticamente no cede hasta que se alcanza el límite de elasticidad. En comparación, la medición precisa del hueso cortical muestra que la porción elástica de la curva no es recta sino ligeramente curvada, indicando que el hueso no el linealmenteelástico en su comportamiento sino que se tensa en algún punto durante la carga en la región elástica.
COMPORTAMIENTO BIOMECÁNICO DEL HUESO
• El comportamiento mecánico del hueso bajo la influencia de las fuerzas y momentos se ve afectado por sus propiedades mecánicas, sus características geométricas, el tipo de carga aplicada, la dirección de la carga, la tasa de carga y la frecuencia de carga.COMPORTAMIENTO DEL HUESO BAJO VARIOS MODOS DE CARGA: Las fuerzas y momentos se pueden aplicar a una estructura en varias direcciones, produciendo tensión, compresión, flexión, cizalla, torsión y carga combinada. Las siguientes descripciones de estos modos han sido aplicadas a estructuras en equilibrio (en reposo o moviéndose a una velocidad constante); la carga produce un efecto deformante internosobre la estructura.
TENSIÓN: • Durante la carga tensil, cargas iguales y opuestas se aplican hacia fuera desde la superficie de la estructura, y la solicitación y deformación tensil se producen en el interior de la estructura. La solicitación tensil puede definirse como muchas pequeñas fuerzas alejándose de la superficie de la estructura. La máxima solicitación tensil se produce en un planoperpendicular a la carga aplicada. Bajo carga tensil, la estructura se alarga y se estrecha. • Clínicamente, las fracturas producidas por una carga tensil se suelen ver en huesos con una gran Proporción de hueso esponjoso. • Por ejemplo, pueden ser las fracturas del calcáneo adyacentes a la inserción del tendón de Aquiles: Carga tensil. Fractura del calcáneo.
COMPRESIÓN: • Durante la carga compresiva,...