Biomecánica Del Tejido Oseo

“Age-related Changes in the Collagen
Network and Toughness of Bone”


Valdivia, Mayo de 2012

Introducción
La composición y estructura del hueso consiste en un tejido conectivo especializado
cuya composición sólida se adapta a sus funciones de sostén y protección. Esta formado por
células como los osteocitos, los osteoblastos y osteoclastos, una matriz extracelular orgánica
de fibras yuna sustancia orgánica producida por las células. La característica distintiva del
hueso es su alto contenido de materiales inorgánicos, en forma de sales minerales que se
combinan íntimamente con la matriz orgánica. El componente inorgánico del hueso (Cristales
de Hidroxiapatita, calcio y fosfato) hace el tejido duro y rígido, mientras que el componente
orgánico, que sería agua, proteínas nocolagenosas tipo I, proteínas no colagenosas células de
factor de crecimiento y proteínas de unión de proteoglicanos, proporcionan al hueso su
flexibilidad y elasticidad. La composición del hueso difiere según lugar, edad y presenc ia de
alguna enfermedad.
Microscópicamente la unidad estructural fundamental del hueso es el osteón, o
sistema haversiano, compuesto de láminas concéntricas deuna matriz mineralizada rodeando
a un canal central que contiene vasos sanguíneos y fibras nerviosas.
A nivel macroscópico todos los huesos se componen de 2 tipos de tejido óseo: hueso
cortical o compacto y hueso esponjoso o trabecular. El hueso cortical forma la cubierta
externa o corteza del hueso y tiene una estructura similar a la del marfil. El hueso esponjoso
dentro de esta cubierta secompone de finas láminas o trabéculas con una estructura de malla
laxa.
Todos los huesos están rodeados por una membrana densa fibrosa llamada periostio,
su capa externa es penetrada por los vasos sanguíneos y por la fibras nerviosas que pasan
Revisión Bibliográfica - Biomecánica

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hacia la corteza. Una capa interna osteogénica contiene células óseas responsables de generar
nuevo huesodurante el crecimiento y la reparación (osteoblastos). El periosteo cubre todo el
hueso excepto las superficies articulares que están cubiertas por cartílago articular. En los
huesos largos una membrana más delgada, el endostio, limita la cavidad central (medular)
que se rellena con medula amarilla grasa, el endostio contiene osteoblastos y también células
óseas gigantes multinucleadas llamadasosteoclastos, teniendo ambos importantes funciones
en la remodelación y reabsorción del hueso.
Biomecanicamente el tejido óseo se considera como un material compuesto de 2
fases, el mineral como una fase y el colágeno y sustancia fundamental como otra.
Funcionalmente las propiedades mecánicas más importantes del hueso son su fuerza y
rigidez. Estas y otras características pueden entendersemas fácilmente en el caso del hueso, o
cualquier otra estructura examinando su comportamiento bajo carga, o sea bajo la influencias
de fuerzas aplicadas externamente. La carga causa una deformación, o un cambio en las
dimensiones de las estructuras. Si una carga en una dirección conocida se aplica sobre una
estructura, la deformación de esa estructura puede ser medida y representada en unacurva
de carga-deformación (stress-strain).
Las propiedades mecánicas difieren en los dos tipos de hueso. El hueso cortical es 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 ladeformación excede de 1.5 a 2.0%. debido a su estructura porosa, el hueso esponjoso tiene
una gran capacidad para el almacenamiento de energía.
Debido a que la estructura del hueso varía en la dirección transversa y longitudinal,
exhibe diferentes propiedades mecánicas cuando se carga a lo largo de diferentes ejes, una
característica conocida como anisotropía.
El hueso se remodela en...