BIOMECÁNICA DEL HUESO clase de biomecanica

Universidad Manuela Beltrán Fisioterapia
BIOMECÁNICA
DEL TEJIDO
OSEO
BIOMECÁNICA 23-1
Profesora Mónica Manotas

Nivel macroscópico hueso
CAPA MAS EXTERNA O CORTEZA DEL
HUESO ESTRUCTURA DENSA
BARRAS O PLACAS DELGADAS : TRABECULAS
MALLA FLEXIBLE
RELLENOS DE MEDULA ROJA
HUESO CORTICAL O
COMPACTO
HUESO ESPONJOSO O
TRABECULAR
Organizado en laminillas con lagunas concéntricas
Canales Haversianos.
Osteocitos reciben nutrientes de canalículos de los
vasos sanguíneos que pasan a través de la Médula
Roja

ESTRUCTURA
ENDOSTIO:
En la cavidad central llena de medula grasa y amarilla
Contiene:
OSTEOBLASTOS
Responsables de
generar nuevos huesos
OSTEOCLASTOS
Reabsorción del hueso

ESTRUCTURA

HUESO
Tejido conjuntivo especializado conformado por moléculas de
minerales dentro de un marco de Colágeno tipo I.
Estructura
1-CELULAS
OSTEOBLASTOS
OSTEOCITOS
OSTEOCLASTOS
2-MATRIZ EXTRACELULAR

COMPOSICIÓN ESTRUCTURA (matriz extracelular)
ORGANICO
FLEXIBILIDAD Y ELASTICIDAD
INORGANICO
RIGIDEZ Y DUREZA
CALCIO
FOSFATO
CRISTALES DE HIDROXIAPATITA
COLAGENO TIPO I
FACTOR DE CRECIMIENTO
PROTEOGLICANOS
AGUA
2-MATRIZ
EXTRACELULAR

ESTRUCTURA
PERIOSTIO
• Membrana fibrosa y densa
• Rodea el hueso
• Su capa externa esta penetrada por
vasos sanguíneos y fibras nerviosas
CANALES DE
VOLKMAN
Permiten el paso de vasos
sanguíneos y fibras nerviosas desde
la corteza a los canales haversianos
y extendiéndose a los huesos
esponjosos.
CAPA INTERNA U
OSTEOGENICA
Contiene las células óseas
responsables de generar
nuevo hueso y mantener
equilibrio.

Nivel microscópico hueso

UNIDAD ESTRUCTURAL
OSTEONA O SISTEMA HAVERSIANO
CANAL
HAVERSIANO
Vasos sanguíneos y
fibras nerviosas
LAMINILLAS
En sus bordes
pequeñas
Cavidades llamadas
LAGUNAS
C/Laguna contiene
al OSTEOCITO

RETICULAR LAMINAR
Inmaduro
Se encuentra en:
• Embrión
• Recién nacido
• Callo de fractura
• Tumores óseos
• Osteogénesis imperfecta
Comienza a formarse un mes después del
nacimiento para reemplazar el hueso
reticular.

PROPIEDADES OSEAS

Funciones
del téjido
óseo
PROTEGE ORGANOS INTERNOS
UNIONES CINEMATICAS RIGIDAS
SOPORTE A INSERCIONES musculares-
tendón.
ACCION MUSCULAR Y MOVIMIENTO
CORPORAL
VASCULARIZACIÓN

FACTORES VASCULARES
Fuente de energía,
minerales y hormonas
FACTORES METABÓLICOS
Regulación hormonal de formación y
resorción ósea . Reserva de iones de
calcio y fosfato
FACTORES MECANICOS
Se remodela en respuesta a las
demandas mecánicas que se
plantean. Protección, apoyo,
vínculos cinemáticos
HUESO
Tejido conjuntivo especializado conformado por moléculas de
minerales dentro de un marco de Colágeno tipo I.
Funciones

PROPIEDADES BIOMECÁNICAS
MATERIAL BIFÁSICO FASE ORGÁNICA – FASE MINERAL
RIGIDEZ, DUREZA Y TENACIDAD
El hueso cortical es mas rígido que el hueso
esponjoso resiste mayor carga pero… menos
deformación al 1.5% a 2.0% cede y se
fractura.
El hueso esponjoso puede soportar
hasta un 50% de deformación antes
de romperse.

COMPORTAMIENTO
BIOMECÁNICO DEL
HUESO

COMPORTAMIENTO BIOMECÁNICO
ANISOTROPIA
Propiedad mecánica que se refiere a la CARGA en diferentes ejes.

Comportamiento bajo diferentes modos de
carga.
TRACCION
COMPRESIÓN
CIZALLADURA
FLEXION
TORSION
COMBINADA
FRACTURA
https://www.youtube.com/watch?v=lwCTvf6roqw
https://www.youtube.com/watch?v=iyK1trS6LRQ

TRACCION
Dos fuerzas iguales y en sentido opuesto divergente.
La carga de tracción se puede considerar como pequeñas fuerzas dirigidas a
lo lejos desde la superficie de la estructura.
Respuesta: estructura se alarga y se estrecha .

COMPRESIÓN
Se aplican cargas iguales
divergentes hacia la superficie
de la estructura. Bajo esta
carga el hueso se acorta y
ensancha.

COMPRESIÓN

CIZALLADURA
Fuerza paralela a la
superficie de la
estructura.
La estructura se
deforma internamente
de manera angular

CIZALLADURA

FLEXION
Las cargas generan flexión
alrededor de un eje.
Se combinan las fuerzas de
tensión y de compresión.
Tensión actúan sobre un lado
y las compresiones sobre el
otro.

FLEXION
CEDE EN EL
CENTRO
CEDE EN LA ZONA
MAS DEBIL LA
ZONA DISTAL.

TORSIÓN
La carga de tension hace que el hueso
gire alrededor de un eje y se produzca
un giro.

TORSION La carga de tension hace que el
hueso gire alrededor de un eje y
se produzca un giro.

TORSION
La magnitud de la tensión es proporcional a su distancia del eje

CURVA CARGA DEFORMACIÓN
2. Porción plástica aumenta la carga
el hueso no recupera su forma original
Deformidad residual.
1. Porción inicial, muestra la ELASTICIDAD
de la estructura
la carga se retira y el hueso recupera su
forma
3. La carga aumenta al límite
El hueso colapsa
Punto de fractura

INFLUENCIA DE LA
ACTIVIDAD
MUSCULAR SOBRE
LA DISTRIBUCIÓN DE
CARGA EN EL HUESO

INFLUENCIA DE LA ACTIVIDAD MUSCULAR SOBRE LA DISTRIBUCIÓN DE
CARGA EN EL HUESO

FATIGA DEL HUESO BAJO CARGA REPETITIVA
Las fracturas se pueden producir por
una sola carga que exceda la fortaleza
extrema del hueso, o por cargas
repetidas de menor magnitud.
Altas repeticiones, por sobreuso

REMODELACIÓN OSEA
En inmovilización parcial o total el HS no esta sometido
a la tensión mecánica habitual, lo que conduce a la
resorción del periostio y subperióstico y disminución de
las propiedades mecánicas del HS (Fortaleza y Rigidez )
Apoptosis de los osteocitos

Vejez y
biomecánica DE
HUESO
Mayor resistencia del hueso:
Perdida mineral ósea: al final de
los 40 años.
El hueso cortical disminuye cada
década su elasticidad en un 2%
Estos cambios son mas evidentes
en el femur.
Presencia de osteoporosis:
produce fracturas por fatiga por
catabolismo del calcio.

VEJEZ Y
BIOMECANICA DE
HUESO
Con el envejecimiento hay una marcada reducción en la
cantidad de hueso esponjoso y una disminución en el espesor
del hueso cortical.
Estos cambios disminuyen la fuerza y rigidez ósea.

Retroalimentación….
Una fractura siempre se va
a dar en una fase elástica,
porque en la fase plástica
el hueso vuelve a tomar su
forma natural, gracias a su
propiedades altamente
viscoelásticas?
FALSO
VERDADERO..

Tipo de fuerza
que tuvo el
hueso para
fracturarse?
………………………
…………

Según la imagen la tension del
Musculo--------------------neutraliza
la acción compresiva sobre el
hueso..

•Mecanismo
producción de la
fractura..fuerza…?

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