biofisica medica-biomecanica del hueso
TRANSCRIPT
![Page 1: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/1.jpg)
Biomecánica del hueso
Dra. Patricia Pérez
Sepúlveda
![Page 2: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/2.jpg)
Concepto I
El hueso es un material compuesto de dos fases: Una fase inorgánica de sales minerales y una matriz orgánica de colágeno y substancia fundamental.
Componente inorgánico: Dureza y rigidez
Componente orgánico: Flexibilidad y elasticidad.
![Page 3: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/4.jpg)
Concepto II
La unidad estructural del hueso es el OSTEON
o sistema haversiano, compuesto de láminas
concéntricas (lamelas) de matriz mineralizada
rodeadas de un canal centran que contiene
vasos sanguíneos y fibras nerviosas. No hay
paso de colágeno entre un osteon y otro, los
cuales se unen a través de una substancia
cementante.
![Page 5: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/6.jpg)
Concepto III
Macroscópicamente el hueso está compuesto
de hueso compacto y esponjoso. Puede
considerarse que es un continuo entre un
material menos a uno más poroso.
![Page 7: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/8.jpg)
Concepto IV
El hueso es un material ANISOTROPICO,
exhibiendo diferentes propiedades mecánicas
cuando es cargado en diferentes direcciones.
El hueso maduro es más fuerte y rígido en
compresión.
![Page 9: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/10.jpg)
Propiedades biomecánicas del hueso
Fuerza
Rigidez
![Page 11: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/12.jpg)
Curva deformación tensión
![Page 13: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/13.jpg)
Propiedades biomecánicas del hueso
Comportamiento óseo a diferentes tipos de
carga
![Page 14: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/14.jpg)
Comportamiento bajo diferentes modos de carga
![Page 15: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/15.jpg)
Tensión
Alteran la cementación y excluyen osteones.
Usualmente se ve en huesos de grandes
proporciones de hueso esponjoso.
Ej: Fracturas por avulsión.
Quinto metatarsiano- tendón peroneo l. Corto
Calcáneo - Aquiles
![Page 16: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/17.jpg)
Compresión
El máximo estrés compresivo ocurre en el
plano perpendicular a la carga aplicada,
La estructura se acorta y ensancha.
Microscópicamente hay agrietamiento oblicuo
de osteones.
Ej: Vértebras: Fractura tipo Burst – Fractura
subcapital.
![Page 18: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/18.jpg)
Cizalle
Ej: Fractura de platillos
tibiales
Módulo de cizalle
![Page 19: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/19.jpg)
Flexión
Flexión es combinación
de tensión y compresión.
Ejemplo: “Boot top
fracture”
![Page 20: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/20.jpg)
Torsión
Primero se ejerce cizalle
y después
desplazamiento en giro.
![Page 21: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/21.jpg)
Cargas combinadas
![Page 22: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/22.jpg)
0
50
100
150
200
COMPRESION TENSION CIZALLE
Estrés máximo para hueso cortical adulto
![Page 23: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/23.jpg)
El hueso está sometido a complejos patrones
de carga durante las actividades fisiológicas
comunes tales como caminar o correr. La
mayoría de las fracturas óseas son producidas
por una combinación de varios modos de
carga.
![Page 24: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/24.jpg)
Influencia de la actividad muscular sobre la distribución del estrés en el hueso
La contracción muscular
afecta patrones de
estrés en el hueso por
producción de estrés
compresivo que parcial o
totalmente neutraliza el
stress tensil actuando
sobre el hueso.
![Page 25: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/25.jpg)
Comportamiento velocidad dependiente del hueso
A mayor velocidad de la carga el hueso almacena una mayor cantidad de energía (dentro de rangos fisiológicos) que a velocidad de carga baja, sin embargo la deformación antes de la fractura es la misma.
![Page 26: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/26.jpg)
Clasificación de las fracturas.
Baja energía
Alta energía
Muy alta energía.
![Page 27: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/27.jpg)
Fatiga del hueso bajo carga repetitiva
![Page 28: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/29.jpg)
Sobreviene fatiga ósea cuando la frecuencia
de carga evita la remodelación necesaria para
prevenir la falla.
![Page 30: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/30.jpg)
Influencia de la geometría ósea sobre el comportamiento biomecánico
En torsión y compresión.
A mayor área de sección
transversal del hueso, mayor
es su fuerza y rigidez.
En flexión: Area de momento
de inercia es proporcional a
un hueso más fuerte y rígido.
Factores: Area y la
distribución del tejido óseo
alrededor del eje neutral.
![Page 31: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/32.jpg)
Factores
Area sección transversal
Momento de inercia
Largo del hueso
![Page 33: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/33.jpg)
El comportamiento mecánico del hueso está
influido por su geometría (longitud, área de
sección transversal, y distribución del tejido
óseo alrededor del eje neutral).
![Page 34: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/34.jpg)
Remodelación ósea
![Page 35: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/35.jpg)
La remodelación ósea en respuesta a la
demanda mecánica ubicada sobre él, es
establecida donde es necesario y reabsorbida
donde no lo es. Ley de Wolf
![Page 36: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/38.jpg)
Cambios degenerativos en el hueso asociado a la edad
Adelgazamiento de
trabéculas
Mismo stress
Disminución significativa
del strain.
![Page 39: Biofisica Medica-biomecanica Del Hueso](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022052200/5572113a497959fc0b8e9def/html5/thumbnails/39.jpg)
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.