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Bio Mecanica
Bio Mecanica
Bio Mecanica
1Historia y desarrollo
o
1.1Circulacin sangunea
1.2Huesos
1.3Tejido muscular
1.4Tejidos blandos
2Subdisciplinas
3Subcampos
4Metodologa
4.1Cambios en la tensin
4.2Cambios en la forma
4.3Biomecnica computacional
4.4Fotogrametra
5.1rganos artificiales
5.2Prtesis
5.3Implantes
5.4Sensores
5.5Estimuladores
6Referencias
o
6.1Bibliografa
6.2Enlaces externos
Historia y desarrollo[editar]
La biomecnica se estableci como disciplina reconocida y como rea de investigacin
autnoma en la segunda mitad del siglo XX en gran parte gracias a los trabajos de Y. C.
Fung cuyas investigaciones a lo largo de cuatro dcadas marcaron en gran parte los temas
de inters en cada momento de esta disciplina.2
Circulacin sangunea[editar]
Histricamente uno de los primeros problemas abordados por el enfoque biomecnico
moderno, result de intento de aplicar las ecuaciones de Navier-Stokes a la comprensin
del riego sanguneo.3 Aunque usualmente se considera a la sangre como un fluido
newtoniano incompresible, esta modelizacin falla cuando se considera el flujo sanguneo
en las arteriolas o capilares. A la escala de esas conducciones, los efectos del tamao
finito de las clulas sanguneas o eritrocitos individuales son significativos, y la sangre no
puede ser modelada como un medio continuo. Ms concretamente, cuando el dimetro del
vaso sanguneo es ligeramente mayor que el dimetro del erotrocito, entonces aparece el
efecto FahraeusLindquist y existe una disminucin en la tensin tangente al vaso. As a
medida que el dimetro del vaso sanguneo disminuye, los glbulos rojos tienen que
aplastarse a lo largo del vaso y frecuentemente slo pueden pasar de uno en uno. En este
caso, se da un efecto FahraeusLindquist inverso y la tensin tangencial del vaso se
incrementa.
Huesos[editar]
Otro desarrollo importante de la biomecnica fue la bsqueda de ecuaciones
constitutivas que modelaran adecuadamente las propiedades mecnicas de los huesos.
Mecnicamente los huesos son estructuras mecnicas anisotropas, ms exactamente
tienen propiedades diferentes en las direcciones longitudinales y transversales. Aunque s
son transversalmente istropos, no son globalmente istropos. Las relaciones de tensindeformacin en los huesos pueden ser modeladas usando una generalizacin de la ley de
Hooke, para materiales ortotrpicos:
Donde
que son funcin de:
Tejido muscular[editar]
Existen tres tipos de msculo:
Donde:
, es la tensin o cargas del msculo.
, la velocidad de contraccin.
, es la mxima carga o tensin que se puede producir en el msculo.
, son dos constantes que caracterizan el msculo.
Esta ecuacin puede describirse en trminos de la tensin y
la velocidad de deformacin como:
Tejidos blandos[editar]
Durante la dcada de 1970, varios investigadores que
trabajaban en biomecnica iniciaron un programa de
caracterizacin de las propiedades mecnicas de los tejidos
blandos, buscando ecuaciones constitutivas fenomenolgicas
para su comportamiento mecnico.
Los primeros trabajos se concentraron en tejidos blandos
como los tendones, los ligamentos y el cartlago son
combinaciones de una matriz de protenas y un fluido. En
cada uno de estos tejidos el principal elemento importante es
el colgeno, aunque la cantidad y la calidad del colgeno
vara de acuerdo con la funcin que cada tejido realiza: