6 biomecanica de cartilago
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Puerto Madero, Buenos AiresPuerto Madero, Buenos Aires Puente de la MujerPuente de la Mujer
BIOMECÁNICA DEL CARTILAGO ARTICULAR
BIOMECÁNICA DEL CARTILAGO ARTICULAR
ProfesoresKlgo. Rodrigo Castro Vásquez TO. Víctor Miranda Mardones
GeneralidadesGeneralidadesGeneralidadesGeneralidades
Tejido elástico carente de nervios, vasos sanguíneos y linfáticos.
Se encuentra en las articulaciones sinoviales.
Reduce la fricción, transfiere y distribuye las solicitudes de fuerza y ofrece una superficie articular lubricada.
Tejido elástico carente de nervios, vasos sanguíneos y linfáticos.
Se encuentra en las articulaciones sinoviales.
Reduce la fricción, transfiere y distribuye las solicitudes de fuerza y ofrece una superficie articular lubricada.
GeneralidadesGeneralidadesGeneralidadesGeneralidades
Recubre los extremos óseos que forman la articulación
Microscópicamente … color : Niño - joven : blanco con ligero tono
azulado Adulto : amarillo - marrón Grosor : 2 – 3 mm. Espesor : Rotula 5 mm. y Falanges 1mm
Recubre los extremos óseos que forman la articulación
Microscópicamente … color : Niño - joven : blanco con ligero tono
azulado Adulto : amarillo - marrón Grosor : 2 – 3 mm. Espesor : Rotula 5 mm. y Falanges 1mm
Función Principal Función Principal
Trasmitir las fuerzas entre los extremos óseos a través de una amplia superficie de contacto, evitando así la existencia de cargas puntuales que podrían lesionar la articulación
Permitir el movimiento entre las superficies articulares con un mínimo de fricción y por lo tanto de desgaste de sus superficies
Trasmitir las fuerzas entre los extremos óseos a través de una amplia superficie de contacto, evitando así la existencia de cargas puntuales que podrían lesionar la articulación
Permitir el movimiento entre las superficies articulares con un mínimo de fricción y por lo tanto de desgaste de sus superficies
Propiedades Biomecánicas Propiedades Biomecánicas
Mow 1980 … cartílago articular como un “ modelo bifásico ” Es decir, posee : Una matriz orgánica sólida y con poros elásticos (
fase sólida ) Liquido en los intersticios ( fase fluida )
Por lo tanto es un medio fluido y poroso que se parece bastante a una esponja empapada en
agua
Mow 1980 … cartílago articular como un “ modelo bifásico ” Es decir, posee : Una matriz orgánica sólida y con poros elásticos (
fase sólida ) Liquido en los intersticios ( fase fluida )
Por lo tanto es un medio fluido y poroso que se parece bastante a una esponja empapada en
agua
La células (Condrocitos ) ocupan solo el 2% de la composición total
60% de fibras de Colágeno 40 % de Gel de Proteoglicanos agregados ( Agrecanos ) con una gran afinidad por el
agua El restante 60 - 80% del total del tejido es
agua , que puede ser exprimido fuera del cartílago cuando este se somete a presión
La células (Condrocitos ) ocupan solo el 2% de la composición total
60% de fibras de Colágeno 40 % de Gel de Proteoglicanos agregados ( Agrecanos ) con una gran afinidad por el
agua El restante 60 - 80% del total del tejido es
agua , que puede ser exprimido fuera del cartílago cuando este se somete a presión
Composición Composición
• Su biosíntesis va en aumento Su biosíntesis va en aumento hasta los 20 años, después se hasta los 20 años, después se mantiene. mantiene.
• Responde a presión Responde a presión hidrostática por deformación de hidrostática por deformación de la pared celular.la pared celular.
• Sintetizan y degradan los Sintetizan y degradan los productos de la matriz.productos de la matriz.
CONDRON
CONDROCITOCONDROCITOCONDROCITOCONDROCITO
COLAGENOCOLAGENO COLAGENOCOLAGENO
Es la proteína mas abundante en Es la proteína mas abundante en
el cuerpo humano el cuerpo humano Su unidad biológica básica es el Su unidad biológica básica es el tropocolágeno, formado por 3 tropocolágeno, formado por 3
cadenas de polipéptidos de cadenas de polipéptidos de procolágeno.procolágeno.
En el cartílago articular predomina el En el cartílago articular predomina el
colágeno tipo IIcolágeno tipo II
Es la proteína mas abundante en Es la proteína mas abundante en
el cuerpo humano el cuerpo humano Su unidad biológica básica es el Su unidad biológica básica es el tropocolágeno, formado por 3 tropocolágeno, formado por 3
cadenas de polipéptidos de cadenas de polipéptidos de procolágeno.procolágeno.
En el cartílago articular predomina el En el cartílago articular predomina el
colágeno tipo IIcolágeno tipo II
Disposición espacial de las
fibras de colágeno
Tiene estructura arqueada para que el aumento de presión determine su aplastamiento y un aumento de la superficie de contacto, que a su vez lleva a una disminución de la presión en los puntos de apoyo.
SOPORTE DE FUERZAS COMPRESIVAS
Esquema de un agregado de Esquema de un agregado de proteoglicano (adaptado de proteoglicano (adaptado de Rosemberg, 1975Rosemberg, 1975))
• Macromoleculas que retienen liquido• Hacen de puentes entre las fibras• Mantienen la tensión del sistema• Se localizan en la capa media
PROTEOGLICANOS
Estructura Estructura a.a. Capa superficial o de deslizamiento (40 µm).Capa superficial o de deslizamiento (40 µm). Escasa actividad metabólica. Presenta una elevada
concentración de fibras de colágeno distribuidas perpendicularmente entre sí y paralelas a la superficie. Soporta las fuerzas de cizallamiento.
b.b. Capa intermedia o de transición(500 µm).Capa intermedia o de transición(500 µm). Elevada actividad metabólica. Mayor presencia de PGs y menos colágeno, dispuesto oblicuamente y al azar. Soporta fuerzas de compresión y los condrocitos presentes son más redondeados.
c.c. Capa profunda o radial (1000 µm).Capa profunda o radial (1000 µm). Rica en PGs y fibras de colágeno. Éste se distribuye radialmente formando arcos. Células redondeadas formando columnas. Soporta fuerzas de compresión.
d.d. Capa calcificada(300 µm).Capa calcificada(300 µm). Es la capa de anclaje del cartílago al hueso. No presenta PGs. Colágeno dispuesto radialmente. Presenta cristales de hidroxiapatita y está adyacente al hueso subcondral. La celularidad es escasa.celularidad es escasa.
Se puede comparar al cartílago a una mezcla Se puede comparar al cartílago a una mezcla de carpa de circo y tienda neumáticade carpa de circo y tienda neumática
Resistencia de las capas
Adaptación de las fibras de colágeno. Adaptación de las fibras de colágeno. Capa Capa superficialessuperficiales a las fuerzas tangenciales o a las fuerzas tangenciales o cizallamiento (a). cizallamiento (a). Capas media y profundaCapas media y profunda
resistente a la compresión (b).resistente a la compresión (b).
NutriciónNutrición
Membrana sinovialMembrana sinovial
Líquido sinovialLíquido sinovial
Con la compresión el Con la compresión el cartílago se vacía de líquidocartílago se vacía de líquido
Con la descompresión el Con la descompresión el cartílago se llena de líquidocartílago se llena de líquido
Lubricación de cartílagoLubricación de cartílago Lubricación de cartílagoLubricación de cartílago
Lubricación HidrodinámicaLubricación Hidrodinámica
Producida por el desplazamiento de Producida por el desplazamiento de superficies no paralelas que originan una superficies no paralelas que originan una
cuña de líquido sinovial, que se traduce en cuña de líquido sinovial, que se traduce en una fuerza de elevación.una fuerza de elevación.
Lubricación HidrodinámicaLubricación Hidrodinámica
Producida por el desplazamiento de Producida por el desplazamiento de superficies no paralelas que originan una superficies no paralelas que originan una
cuña de líquido sinovial, que se traduce en cuña de líquido sinovial, que se traduce en una fuerza de elevación.una fuerza de elevación.
DeslizamientoDeslizamiento
Coeficiente de fricciónCoeficiente de fricción
Acero/acero Aceite 0,210 Acero/acero Aceite 0,210 Teflón/Teflón - 0,050 Teflón/Teflón - 0,050 Hielo/hielo - 0,032 Hielo/hielo - 0,032 Cartílago/Cart. LS 0,005Cartílago/Cart. LS 0,005
CartílagoCartílagoHuesoHueso
Capa límiteCapa límite
Película GruesaPelícula Gruesa
Líquido sinovialLíquido sinovial
ArtrosisArtrosis
VelvetizaciónVelvetización
FisuraciónFisuración
UlceraciónUlceración
EburnizaciónEburnización
Puerto MaderoPuerto MaderoPuerto MaderoPuerto Madero
Es todo …Es todo …
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