biomecanica de la columna

Biomecánica II

Biomecánica de la columna Vertebral
La columna vertebral es una estructura esencialmente mecánica. Cada vértebra se articula con
otra de forma controlada a través de un complejo sistema de articulaciones, ligamentos y palancas
(costillas). Aunque la columna presenta una estabilidad ligamentosa inherente, la mayor parte-de
esta estabilidad mecánica se debe a su altísimodesarrollo, tanto de las estructuras
neuromusculares dinámicas como del sistema de control.
La columna vertebral cumple tres funciones biomecánicas fundamentales:
1. Soporta la mitad superior del cuerpo (tronco y cabeza), lo que representa el 60% del peso total,
que gravita sobre ella en posición erecta.
2. Posee una flexibilidad suficiente para permitir los movimientos del tronco en los tresplanos,
permitiendo no sólo la marcha, sino el alcance y la carga de objetos.
3. Por último, y la más importante, protege las delicadas estructuras nerviosas medulares y
radiculares.
La estabilidad y la resistencia de la columna vertebral viene dada de manera intrínseca a través de
los ligamentos y discos, y extrínsecamente por los músculos. La aplicación a la medicina de una
serie de técnicasde ingeniería cada vez más precisas ha permitido conocer las propiedades
mecánicas de las diferentes estructuras de la columna.

Propiedades biomecánicas de las estructuras vertebrales
Puede realizarse el estudio de cada uno de los componentes anatómicos (disco, hueso,
ligamentos, músculos) de la columna o considerando a ésta como un todo, ya sea en su aspecto
global, analizando sucomportamiento y movimientos, o en detalle de cada.uno de sus elementos
articulares.
El disco, los huesos y los ligamentos son materiales anisotrópicos, es decir, sus propiedades
mecánicas varían según la orientación con que se aplican las fuerzas. Por ello el estudio completo
exige que los materiales se sometan a fuerzas de compresión, tracción, cizallamiento, rotación y a
esfuerzos cíclicos defatiga.

Disco Intervertebral
El disco intervertebral es quizá la estructura anatómica de la columna que recibe una mayor
atención, a excepción de la médula espinal. Constituyen del 20-33 % de la altura total de la
columna vertebral. En el disco intervertebral se distinguen tres partes: el núcleo pulposo, el anillo
fibroso, y el extremo cartilaginoso del platillo.


Biomecánica II
El núcleopulposo está localizado en su centro; se compone de una translúcida red de hilos
fibrosos finos que yacen en un gel de mucoproteínas que contiene diversos muco-polisacáridos.
El contenido de agua es del 70-90 %; es mayor al nacer y tiende a disminuir con la edad. Los
núcleos lumbares ocupan del 30 al 50 % del área discal en una sección transversal.
Experiencias realizadas en discos de cadávermuestran que el compartimiento viscoso del núcleo
pulposo actúa como un líquido, incluso cuando existen indicios de degeneración. Debido a la
especial disposición de las láminas concéntricas del anillo fibroso, éstas actúan como un muelle
helicoidal que comprime el núcleo (compartimiento elástico). Así, debido a sus propiedades
viscosas y elásticas, el disco (núcleo y anillos) se comportabiomecánicamente como un elemento
viscoelástico. De este modo, al someter un disco a compresión (es el componente de la columna
sometido a una mayor compresión), éste aumenta su resistencia y permite que la presión
intradiscal sea mayor que la fuerza de la carga aplicada. De forma característica, la curva de
desplazamiento de la carga es sigmoidea, con !a concavidad ímcialniente hacia el eje de lacarga,
seguida de una línea recta y una convexidad hacia el eje de la carga en la fase final, justo antes del
fallo. Este tipo de curva implica que el disco proporciona muy poca resistencia a cargas bajas, pero,
cuando la carga aumenta, el disco se endurece, así pues, proporciona flexibilidad a cargas bajas y
estabilidad a cargas altas. Por tanto, por más que aumentemos la carga, el disco...