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Biomecánica de los
huesos
Milagro Vargas
Adriana sinning
María Fernanda Aguilar
Amelia torres
Isabel quintero
• El sistema esquelético esta
compuesto por los huesos, que
unidos a las articulaciones,
confieren a este sistema sus
funciones básicas de sostén y
movilidad del cuerpo humano
HUESOS
• El hueso es el único tejido cuya
responsabilidad principal es
soportar las cargas mecánicas de
las que es objeto el cuerpo
COMPOSICION Y ESTRUCTURA DEL
TEJIDO OSEO
• INORGÁNICO 60%:
dureza y rigidez
hidroxiapatita (calcio y fosforo)
mg,na,k,cl
• ORGÁNICO 30%:flexibilidad y resistencia tensil
fibras colágenos
células Oseas
• AGUA 10%
huesos
Desempeñan dos tipos de funciones:
• 1) MECANICAS: ES SOPORTE Y PROTECCION
DE ORGANISMOS INTERNOS
• 2) FISIOLOGICAS: controla el metabolismo de
calcio, magnesio y fosforo, producción de
células
El hueso como estructura
• El hueso posee propiedades mecánicas que se
pueden estudiar desde un punto de vista
macroscópico y microspicopicas
MACROSCÓPICAMENTE
• La forma de los huesos refleja una adaptación
a cargas estáticas y dinámicas, así como su
función de protección y soporte de órganos.
• El hueso está compuesto de hueso compacto y
esponjoso. Puede considerarse que es un
continuo entre un material menos a uno más
poroso.
MICROSCÓPICAMENTE
• Depende de la organización del colágeno, de
la organización de la hidroxiapatita y de la
organización de los vasos sanguíneos
A pesar de las diferencias en la forma macroscópica el
hueso presenta una configuración estructural
microscópica semejante con independencia de que sea
cortical o esponjoso
• Configuración laminar ( hueso maduro)
• Configuración no laminar o en encaje ( hueso
inmaduro)
CARACTERISTICAS BIOMECANICAS HUESO
MADURO O CORTICAL
• tejido altamente especializado
• en mayor proporción en la diáfisis
• proveer resistencia y rigidez al sistema
esquelético
• baja elasticidad
• soporte gran cantidad de cargas antes de la
falla
CARACTERISTICAS BIOMECANICAS
HUESO ESPONJOSO MADURO
• es mas débil , menos rígido y denso que el
hueso compacto
• se ubica en mayor proporción en las epífisis
• formado por traveculas que conforman una
estructura en malla
• traveculas se adaptan al estrés, por
disposición del colágeno
BIOMECANICA DEL SISTEMA DE
TRAVECULAS
• Distribuyen las cargas en las epífisis
• Transmiten las cargas
• Las traveculas se disponen en dirección de las
cargas
• Tejido especializado en soportar cargas
compresivas
Hueso inmaduro
• Las fibras colágenos mineralizadas no guardan
ningún paralelismo entre ellas . Esta clase de
hueso es el que primero aparece en cualquier
tipo de osteogenesis que mas tarde es
remplazado por hueso laminar
• En el cuerpo adulto desaparece pero puede
reaparecer en fracturas, tumores óseos o en
cualquier situación de aumento en la
producción de matriz ósea.
PROPIEDADES MECÁNICAS
• Fuerza
• Rigidez
• Estas dos características pueden
entenderse mas fácilmente
examinando el comportamiento
de los huesos bajo cargas la cual
causa una deformación .
• Las propiedades mecánicas difieren en :
• Huesos cortical: mas rígido soportando mayor
solicitación pero menos deformación hasta
fracturarse
• Hueso esponjoso: soporta hasta un 50% de
deformación . Tiene una gran capacidad de
almacenamiento de energía
• Las fuerzas y momentos se pueden aplicar a
una estructura en varia direcciones
produciendo:
• Tensión
• Compresión
• Flexión
• Cizalla
• Torsión
• Carga combinada
TENSIÓN
• Durante la carga tensil cargas iguales
y opuestas se aplican hacia afuera de
la estructura, y la solicitación y
deformación tesil se produce en el
interior de la estructura.
• Bajo carga tensil la estructura se
alarga y se estrecha.
• Las fracturas se pueden observar en
huesos con una gran proporción de
hueso esponjoso
• (calcaneo)
COMPRESIÓN
• Se aplican cargas iguales, opuestas
hacia el hueso y la solicitación y
deformación se produce en el
interior del hueso
• Se encuentran comúnmente en las
vertebras que están sometidas a
intensas cargas
cizalla
• Se realiza una carga paralela a la
superficie de la estructura.
• Un hueso sometido a esta fuerza
se deforma internamente de una
manera angular
• Siempre que una estructura es
sometida a cargas tensiles y
compresivas se produce una
solicitaciones en cizalla
FLEXIÓN
• Las cargas se aplican de modo
que se genera una flexión
donde se somete a una
combinación de tension y
compresión.
• Es un esfuerzo a que esta
sometido un cuerpo cuando
las fuerzas externas tiene una
curva y hace que el hueso se
doble sobre su eje mayor.
TORCION
• Se aplica una carga a un hueso de tal forma
que causa un giro sobe un eje y se produce un
momento dentro de la estructura, la
solicitación en cizalla se distribuye por todo el
hueso
Carga combinada
• El hueso esta sometido a diferentes patrones
de carga durante la actividad física comunes
como caminar, correr. Una fractura
constantemente es producida por una
combinación de cargas
• Si una carga en una dirección conocida se
aplica en un hueso , la deformación puede ser
medida y representada en una curva de
carga- deformación.
LEYES DEL DISEÑO OSEO
• DELPECH: mayor presiones sobre cartílago,
inhibe crecimiento
• JANSEN: el diseño interno es en dirección de
las presiones funcionales
• JONES: no siempre la presión constante
estimula al hueso, a veces hay reabsorción
ósea
• Hueter–Volkman: presiones intermitentes
estimulan el crecimiento oseo
GRACIAS