Lo más probable es que las señales que permiten al hueso adaptarse a su entorno mecánico impliquen el flujo de fluido mediado por la tensión a través de los canales canaliculares. El fluido sólo puede desplazarse a través del hueso mediante cargas cíclicas, y las tensiones de cizallamiento generadas en las células óseas son proporcionales a la velocidad de carga. La relación proporcional entre las tensiones de cizallamiento del fluido en las células y la velocidad de carga predice que la magnitud de la respuesta adaptativa del hueso a la carga debe ser proporcional a la velocidad de deformación. Para las frecuencias de carga más bajas dentro del rango fisiológico, la evidencia experimental demuestra que esto es cierto. También es cierto que la sensibilidad mecánica de las células óseas se satura rápidamente y que un periodo de recuperación entre ciclos de carga o entre periodos de ejercicio puede optimizar la respuesta adaptativa. En conjunto, estos conceptos sugieren que los periodos cortos de ejercicio, con un periodo de descanso de 4-8 h entre ellos, son un estímulo osteogénico más eficaz que una única sesión sostenida de ejercicio. Los datos también sugieren que las actividades que implican mayores tasas de carga son más eficaces para aumentar la formación ósea, incluso si la duración de la actividad es corta.
¿Qué es el estrés en biomecánica?
Cuando se aplica una fuerza a un material (por ejemplo, una placa metálica), la estructura interna del material sufrirá cambios para resistir esa fuerza. Estos cambios contrarrestarán directamente la fuerza aplicada. La fuerza interna que resiste la fuerza aplicada se denomina tensión.
tensión (σ) = Fuerza/Área Necesidad de eliminar el efecto del tamaño y la forma para definir las propiedades de los materiales. E El módulo de Young (E) mide la rigidez de un material E = σ/ε ¿Cuáles son las unidades de E?
¿Qué es el estrés frente a la tensión?
La tensión es la fuerza aplicada a un material, dividida por el área de la sección transversal del material. La deformación es la deformación o el desplazamiento del material que resulta de una tensión aplicada. Nota: El cambio de longitud de un material (L – L0) se representa a veces como δ.
Biomecánica de la curva de deformación de la carga
Prefacio – Movimiento – Movimiento segmentario y vibraciones – Flujo externo: fuerzas fluidodinámicas que actúan sobre los cuerpos en movimiento – Vuelo y natación – Flujo sanguíneo en el corazón, los pulmones, las arterias y las venas – Microcirculación y macrocirculación – Flujo de gases respiratorios – Ecuaciones básicas de transporte según la termodinámica, la difusión molecular, los mecanismos de las membranas y la estructura multifásica – Transporte de masa en los capilares, los tejidos, el espacio intersticial, los linfáticos y el peristaltismo Transporte de Masa en Capilares, Tejidos, Espacio Intersticial, Linfáticos, Método de Dilución Indicadora y Peristaltismo.-Descripción de Deformaciones y Fuerzas Internas.- Tensión, Esfuerzo y Estabilidad de Órganos.- Resistencia, Trauma y Tolerancia.- Aspectos Bioquímicos del Crecimiento e Ingeniería Tisular.- Índice de Autores.- Índice de Materias.
Viscoelasticidad en biomecánica
Un modelo de cuerpo rígido es un ejemplo idealizado de un objeto que no se deforma bajo la acción de fuerzas externas. Resulta muy útil para analizar sistemas mecánicos y, de hecho, muchos objetos físicos son rígidos en gran medida. El grado en que un objeto puede percibirse como rígido depende de las propiedades físicas del material del que está hecho. Por ejemplo, una pelota de ping-pong de plástico es quebradiza y una pelota de tenis de caucho es elástica cuando se le aplican fuerzas de aplastamiento. Sin embargo, en otras circunstancias, tanto una pelota de ping-pong como una de tenis pueden rebotar bien como cuerpos rígidos. Del mismo modo, alguien que diseñe prótesis puede aproximarse a la mecánica de las extremidades humanas modelándolas como cuerpos rígidos; sin embargo, la combinación real de huesos y tejidos es un medio elástico.
En lo que resta de este capítulo, pasaremos de considerar las fuerzas que afectan al movimiento de un objeto a las que afectan a su forma. Un cambio de forma debido a la aplicación de una fuerza se conoce como deformación. Se sabe que incluso fuerzas muy pequeñas provocan alguna deformación. La deformación la experimentan los objetos o medios físicos bajo la acción de fuerzas externas; por ejemplo, puede tratarse de aplastar, apretar, rasgar, retorcer, cizallar o separar los objetos. En el lenguaje de la física, hay dos términos que describen las fuerzas que actúan sobre los objetos que se deforman: tensión y deformación.
Punto de fluencia en biomecánica
La comprensión de la biomecánica desempeña un papel importante en ortopedia. Es especialmente útil para describir el comportamiento de los huesos sometidos a tensión e importante para comprender los implantes ortopédicos. Para aproximarse a la biomecánica, primero hay que comprender los términos biomecánicos básicos.
Significa simplemente aplicar una fuerza a un objeto. En biomecánica existen tres métodos básicos de carga (Figura 13). La compresión implica un esfuerzo que compacta la estructura. La tensión implica tirar de la estructura. Por último, el cizallamiento consiste en empujar la estructura excéntricamente. La carga de torsión implica la torsión de una estructura; sin embargo, vista en sección transversal, es esencialmente lo mismo que el cizallamiento para una unidad individual de la estructura. Estas diferentes formas de carga influyen considerablemente en el comportamiento de una estructura. En el caso de los huesos, estas características de carga producen patrones de fractura muy diferentes, pero predecibles (figura 14).
Esto describe una característica de un material que se comporta de forma diferente dependiendo de la dirección de la carga. Por ejemplo, un fémur tiene una enorme resistencia cuando se carga en compresión, pero fallará con mucha menos fuerza en torsión y es más débil en cizalladura. Esto se opone a los materiales isótropos, que se comportan igual independientemente de la dirección de la carga. La mayoría de los metales son isótropos.
