Anatomia funcional . biomecanica

Historia y desarrollo

La biomecánica se estableció como disciplina reconocida y como área de investigación autónoma en la segunda mitad del siglo XX en gran parte gracias a los trabajos de Y. C. Fung cuyas investigaciones a lo largo de cuatro décadas marcaron en gran parte los temas de interés en cada momento de esta disciplina.2

[editar] Circulación sanguínea

Históricamente uno delos primeros problemas abordados por el enfoque biomecánico moderno, resultó de intento de aplicar las ecuaciones de Navier-Stokes a la comprensión del riego sanguíneo.3 Aunque usualmente se considera a la sangre como un fluido newtoniano incompresible, esta modelización falla cuando se considera el flujo sanguíneo en las arteriolas o capilares. A la escala de esas conducciones, los efectos deltamaño finito de las células sanguíneas o eritrocitos individuales son significativos, y la sangre no puede ser modelada como un medio continuo. Más concretamente, cuando el diámetro del vaso sanguíneo es ligeramente mayor que el diámetro del erotrocito, entonces aparece el efecto Fahraeus–Lindquist y existe una disminución en la tensión tangente al vaso. Así a medida que el diámetro del vaso sanguíneodisminuye, los glóbulos rojos tienen que aplastarse a lo largo del vaso y frecuentemente sólo pueden pasar de uno en uno. En este caso, se da un efecto Fahraeus–Lindquist inverso y la tensión tangencial del vaso se incrementa.

[editar] Huesos

Otro desarrollo importante de la biomecánica fue la búsqueda de ecuaciones constitutivas que modelaran adecuadamente las propiedades mecánicas delos huesos.

Mecánicamente los huesos son estructuras mecánicas anisotropas, más exactamente tienen propiedades diferentes en las direcciones longitudinales y transversales. Aunque sí son transversalmente isótropos, no son globalmente isótropos. Las relaciones de tensión-deformación en los huesos pueden ser modeladas usando una generalización de la ley de Hooke, para materiales ortotrópicos:Donde , existiendo sólo cinco constantes independientes que son función de:
, los módulos de Young en dirección longitudinal y transversal. , los dos coeficientes de Poisson. , el módulo de elasticidad transversal.
[editar] Tejido muscular

Existen tres tipos de músculo:
Músculo liso (no estriado): El estómago, el sistema vascular, y la mayor parte del tracto digestivo están formadospor músculo liso. Este tipo de músculo se mueve involuntariamente.
Músculo miocardíaco (estriado): Los cardiomiocitos son un tipo altamente especializado de célula. Estas células se contraen involuntariamente y están situadas en la pared del corazón, actúan conjuntamente para producir latido sincronizados.
Músculo esquelético (estriado): Es un músculo que desarrolla un esfuerzo sostenido ygeneralmente voluntario. Un modelo ampliamente usado para este tipo de músculo, es la ecuación de Hill que puede simular adecudamente el tétanos:


Donde:
, es la tensión o cargas del músculo. , la velocidad de contracción. , es la máxima carga o tensión que se puede producir en el músculo. , son dos constantes que caracterizan el músculo.
Esta ecuación puede describirse en términos de latensión y la velocidad de deformación como:


[editar] Tejidos blandos

Durante la década de 1970, varios investigadores que trabajaban en biomecánica iniciaron un programa de caracterización de las propiedades mecánicas de los tejidos blandos, buscando ecuaciones constitutivas fenomenológicas para su comportamiento mecánico.

Los primeros trabajos se concentraron en tejidos blandos como lostendones, los ligamentos y el cartílago son combinaciones de una matriz de proteínas y un fluido. En cada uno de estos tejidos el principal elemento importante es el colágeno, aunque la cantidad y la calidad del colágeno varía de acuerdo con la función que cada tejido realiza:
La función de los tendones es conectar el músculo con el hueso y está sujeto a cargas de tracción. Los tendones deben...