Biomecánica Análisis Materiales Biológicos 2018

Mecánica de los
materiales biológicos
Musculo, tendones, ligamentos, hueso y nervios periféricos
Clasificación funcional de control
motor
Musculo, hueso
Vascularización
y nervio
e inervados periférico
Inervados y no Tendón y
vascularización ligamentos
No Cartílago y
vascularización discos
y no inervado intervertebrales
Biomecánica de los Materiales
Biológicos
Cartílago Articular.
Cartílago Articular.
El cartílago es •Matriz solida de colágeno-proteoglicanos (PG)

porosa permeable.
un material •Fluido intersticial libremente móvil.
•Fase iónica que describe la tumefacción y otros
multifásico: comportamientos electromecánicos.
•Distribuir las cargas articulares sobre un área mas

Dos amplia, disminuyendo las solicitaciones mantenidas
por el contacto de las superficies articulares.
funciones: •Permitir el movimiento relativo de las superficies
articulares opuestas con una mínima fricción.
Disco Intervertebral
Ligamentos y tendones
En la inserción existe un cambio gradual de material fibroso a
óseo, esto provoca una disminución del efecto de
concentración de la solicitación
Experimentan deformación antes del colapso. Cuando se

supera la tensión máxima su capacidad de soportar disminuye
sustancialmente.
El tendón in vivo es sometido a menos de un cuarto de su

solicitación última.
Los mecanismos de lesión en el tendón están influidos por la cantidad de fuerza producida por la
contracción del músculo al que se inserta el tendón y el área de sección transversa del tendón en relación a
la de su músculo.
Ligamentos y tendones tienen un comportamiento viscoelástico.
Con cargas bajas y constantes tiene un comportamiento de relajación.

¿Hueso?
Hueso.
El hueso es un material complejo

compuesto de dos fases. Una
fase esta formada por sales Macroscópicamente podemos
minerales inorgánicas y la otra decir que esta formado por
es una matriz orgánica de hueso cortical y esponjoso.
colágeno y sustancia
fundamental.
El componente
inorgánico le confiere al
hueso dureza y rigidez,
mientras que el
componente orgánico le
proporciona flexibilidad y
elasticidad.
Hueso.
Material anisotrópico, que exhibe diferentes

propiedades mecánicas cuando se lo
expone a cargar en diferentes direcciones.
•El hueso maduro es más fuerte y rígido a la
compresión.
Hueso.
La contracción muscular
afecta a los patrones de
solicitación produciendo
solicitación compresiva que
neutraliza parcial o
totalmente la solicitación
tensil que actúa sobre el
hueso.
Es más rígido, soporta

cargas más altas antes de
colapso, y almacena más
energía cuando se carga a
tasas de deformación
fisiológicas.
Hueso.
 El hueso vivo se fatiga cuando la frecuencia de la carga impide el

remodelamiento necesario para prevenir el colapso.
Hueso
Esta sometido a patrones de carga complejos

durante actividades fisiológicas comunes tales
como caminar o trotar. La mayoría de las
fracturas óseas se produce por una
combinación de varios modos de carga.
Hueso.
El comportamiento mecánico de un
hueso está influido por su geometría
(longitud, área de corte transversal, y
distribución del tejido óseo alrededor
del eje neutral)
Hueso.
Con la edad se produce una marcada reducción

en la cantidad de hueso esponjoso y una
disminución en el espesor de hueso cortical. Estos
cambios disminuyen la fuerza y la rigidez ósea.
Biomecánica de los nervios
Los nervios periféricos están compuestos de fibras nerviosas, capas de

tejido conectivo y vasos sanguíneos.
Las fibras nerviosas son extremadamente susceptibles a los traumatismo,

gracias a que se encuentran rodeadas por capas sucesivas de tejido
conectivo (epineuro y peineuro), están mecánicamente protegidas.
El estiramiento provoca cambios en el flujo sanguíneo intraneuronal y en la

estructura de la fibra nerviosa antes de la ruptura del tronco nervioso
El nivel de presión la duración de la compresión y el modo de

aplicar la presión son significativamente variable en el
desarrollo de la lesión
Las raíces nerviosas vertebrales son anatómicamente

diferentes a los nervios periféricos y por ello reaccionan de
diferente manera a la deformación.
Por la falta de capas de tejido conectivo las raíces son mas

susceptible a las compresiones.
MÚSCULO
Modelo Fisiológico
Modelo Mecánico
Músculo
La unidad estructural del músculo esquelético es la fibra, la cual está

envuelta por el endomisio y organizada en fascículos revestidos por el
perimisio. El epimisio rodea al músculo completo.
Las fibras están compuestas por miofibrillas alineadas para crear un patrón
de banda. Cada repetición de este patrón es una sarcómera, la unidad
funcional del sistema contráctil.
Las miofibrillas están compuestas por filamentos finos de actina y filamentos

gruesos de miosina, y el citoesqueleto intramiofibrilar esta compuesto por
filamentos elásticos de titina y filamentos inelásticos de nebulina.
Músculo
Una clave para el mecanismo deslizante es el ión calcio, el cual

activa o desactiva la actividad contráctil.
La unidad motora, una única neurona motora y todas las fibras

musculares inervadas por ella, es la parte más pequeña del
músculo que puede contraerse independiente. La llamada de
unidades motoras adicionales en respuesta a una mayor
estimulación del nervio motor se conoce como reclutamiento.
Tensión de Slack
Arquitectura de las fibras
A. La fuerza que el músculo puede producir es proporcional

a la sección transversal de la miofibrilla.
B. La velocidad y la excursión (rango de trabajo) que el
músculo puede producir son proporcionales a la longitud
de la miofibrilla.
Histoarquitectura
Referencias planos y ejes
Articulaciones
Con
Sin Con
movimiento
Movimiento movimiento
aparente
Sinartrosis Anfiartrosis Diartrosis

Diartrosis Clasificación.
Planas o
Artrodías
Esféricas o enartrosis
Condiloideas o condiartrosis
En silla de montar o forma recíproca
Trocoides
Tróclea
Control Motor
Marcha
Carrera
Salto
Equilibrio agonista-antagonista
Análisis de la técnica específica

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Mecánica de los

El cartílago es •Matriz solida de colágeno-proteoglicanos (PG)

•Distribuir las cargas articulares sobre un área mas

Experimentan deformación antes del colapso. Cuando se

El tendón in vivo es sometido a menos de un cuarto de su

Ligamentos y tendones tienen un comportamiento viscoelástico.

Con cargas bajas y constantes tiene un comportamiento de relajación.

El hueso es un material complejo

Material anisotrópico, que exhibe diferentes

Es más rígido, soporta

 El hueso vivo se fatiga cuando la frecuencia de la carga impide el

Esta sometido a patrones de carga complejos

Con la edad se produce una marcada reducción

Los nervios periféricos están compuestos de fibras nerviosas, capas de

Las fibras nerviosas son extremadamente susceptibles a los traumatismo,

El estiramiento provoca cambios en el flujo sanguíneo intraneuronal y en la

El nivel de presión la duración de la compresión y el modo de

Las raíces nerviosas vertebrales son anatómicamente

Por la falta de capas de tejido conectivo las raíces son mas

La unidad estructural del músculo esquelético es la fibra, la cual está

Las miofibrillas están compuestas por filamentos finos de actina y filamentos

Una clave para el mecanismo deslizante es el ión calcio, el cual

La unidad motora, una única neurona motora y todas las fibras

A. La fuerza que el músculo puede producir es proporcional

Sinartrosis Anfiartrosis Diartrosis

Análisis de la técnica específica

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