"La osteología constituye la base de la anatomía descriptiva y topográfica porque revela caracteres de clase,

género y especie, es decir, como si cada función o acto fisiológico dejaran en el

esqueleto huellas profundas de su manera de ser".

BIOMECANICA DE LOS

HUESOS

BIOMECANICA DE LOS HUESOS

ESTRUCTURA FUNCION

ECONOMIA: RESISTIR FUERZA MAXIMA CON MINIMO MATERIAL OSEO

EL HUESO NECESITA EJERCICIO,

SIN ESTIMULO NO SE ATROFIA, SE DESCALCIFICA

FUNCIONES DEL HUESO

• HOMEOSTASIS MINERAL: Ca P Mg Na

• RECEPTACULO DE ORGANOS HEMATOPOYETICOS

• PROTECCION

• MECANICA SOSTEN LOCOMOCION TRANSMISION DE FUERZAS PALANCAS

ESTRUCTURA ÓSEA

COMPOSICIÓN: 35% Sust. Orgánicas

45 % Sust. Inorgánicas

20 % H2O

CONSTITUCION: 1er Nivel: Sust. Fundamental Amorfa,

Fibras de colageno/hidroxiapatita Elementos celulares 2do Nivel: OSTEONA: lminillas concentricas 3er. Nivel: Compacto/ esponjoso

ORG.INTERNA: Tejido compacto - Tejido esponjoso

Tejido reticular, no laminar o fibroso Periostio y endostio Médula ósea, vasos y nervios

ORG. EXTERNA: Largos, Planos y Cortos

Diafisis- Metafisis- Fisis- Epifisis Según su matriz de orígen

DESARROLLO OSEO

Matriz funcional:

periostica

capsular

Teorías: genómica o epigenética

“La morfogenesis se da segun el tipo de matriz,

pero influenciada por las fuerzas ambientales

y las presiones (o tensiones) funcionales”

CONFIGURACION EXTERNA

• Largos

• Planos

• Cortos

• Irregulares

ADAPTACION FUNCIONAL DE LA ESTRUCTURA EXTERNA

ADAPTACION A LAS FUERZAS ESTÁTICAS Y DINÁMICAS

POSICIÓN, FORMA Y ESTRUCTURA DE LOS HUESOS

• UBICACIÓN: Soportan presiones o tracciones • CLASIFICACION: Largos (como palancas de movimiento),

Planos (como protectores de órganos) Cortos (para soportar y transmitir fuerzas)

• FORMA: Huesos tubulares y cuboideos son de caracter somático, se originan incluidos en una masa de tejido músculotendinoso.

Huesos planos son de caracter visceral: las visceras están reforzadas por una cápsula de tejido blando rodeado por huesos que los protegen.

ESTRUCTURA EXTERNA DIAFISIS: Cilíndricas soportan mayor presión y son los

característicos del miembro inferior. Triangular soportan mayor tracción y es el caso de los del miembro superior. Con torsiones: por accion muscular

EPIFISIS: Accidentes óseos como apófisis, canales, fosas, orificios, etc. son expresión de las funciones.

Salientes óseos son directamente proporcionales a la sección de los ligamentos o tendones que en ellas se insertan

La denervación, ablación muscular, o reinserción de un tendón altera

la forma del hueso

ADAPTACION FUNCIONAL DE LA ESTRUCTURA INTERNA

Modelo de Cullmann de trabeculas

Fig Radin Cap 2

AG.NUTRICIOS del HUESO

LEYES DEL DISEÑO OSEO LEYES DE:

Wolff: MAYOR PRESIONES SOBRE HUESO, ESTIMULA FORMACION OSEA

Delpech: MAYOR PRESIONES SOBRE CARTILAGO, INHIBE CRECIMIENTO

Jansen: EL DISEÑO INTERNO ES EN DIRECCION DE LAS PRESIONES FUNCIONALES

Basset: EN RELACION A LA MAGNITUD DE LAS FUERZAS FUNCIONALES

Jones: NO SIEMPRE LA PRESION CONSTANTE ESTIMULA AL HUESO, A VECES HAY RESORCION OSEA

Hueter–Volkman: PRESIONES INTERMITENTES ESTIMULAN EL CRECIMIENTO

LEYES DEL CRECIMIENTO OSEO

Leyes de Serres: de la Simetría de las Eminencias de las Cavidades

Leyes de Godín: Puberales de las Alternancias de las Proporciones de las Asimetrías

• Primeros 15 meses crecimiento de craneal a caudal • Desde 7-8 años crecimiento de caudal a craneal

Miralles- Miralles 2005

Testut Tomo I osteologia gral

DISEÑO OSEO

EL HUESO

como una viga como una columna

SOLICITUDES MECANICAS DE LOS HUESOS

Fig 3-6

VILADOT

COMPRESION

TRACCION

FLEXION

CIZALLAMIENTO

TORSION

Stress Flexion= L3 . F. d / J

SOLICITUDES TORSION

Q= L/ J.E

J= ∏ . r4 / 2

Q = 2L/ ∏ . r4 . E

si

Entonces:

PROPIEDADES MECANICAS

o VISCOELASTICIDAD (Tiempo y

Veloc. Carga)

o TENACIDAD

(energía total para RIGIDEZ

fracturar material) (Módulo de Young) E= 2T/cm3

o DUREZA ( resistir deformación

plastica) ELASTICIDAD

o ELASTICIDAD (Ley de Hooke)

DIF. LONG= k . F

Hueso trabecular 75.5 Mpa

Hueso cortical 17 GPa

RESISTENCIA DEL MATERIAL

DEPENDE DE:

• LA CARGA QUE PUEDE RESISTIR ANTES DE ROMPERSE

• LA DEFORMACION QUE PUEDE SOPORTAR ANTES DE ROMPERSE

• LA ENERGIA QUE ES CAPAZ DE ALMACENAR ANTES DE ROMPERSE

RESISTENCIA • DIFERENCIA ENTRE CORTICAL Y ESPONJOSO (Modulo de

Young del hueso trabecular es 75.5 MPa y 17 GPa en el cortical)

• MAYOR RESISTENCIA ENTRE 20 Y 40 AÑOS

• EL CORTICAL DISMINUYE 2% c/decada dp 50 AÑOS

• DUCTILIDAD DISMINUYE 5% c/decada

• CURVA EN FUNCION DE LA VELOCIDAD DE APLICACION DE LA CARGA: – A MAYOR VELOCIDAD DE APLICACION DE LA CARGA, MAS

RESISTENTE

– SE NECESITA MAS FUERZA PARA ROMPER UN HUESO BRUSCAMENTE QUE LENTAMENTE

• MAS RESISTENTE A LA COMPRESION LONG.

• MATERIAL ANISOTROPICO

• Grafico de Fitzgerald pg 143

(Fitzgerald 2004)

CURVA CARGA / DEFORMACION

DEL HUESO

Ejemplo aplicación: clavo placa

• FIGURA CURVA Frankel y Burstein fig 91

VISCOELASTICIDAD VARIACION SEGUN LA VELOC. DE APLICACION DE LA

CARGA A > VELOCIDAD > RESISTENCIA

• FIGURA DE FITZGERALD

FACTOR TIEMPO CURVA DE FATIGA DEL HUESO

EFECTO ACUMULATIVO

• VILADOT FIG 3-7

• PG 49

MECANISMOS PARA DISMINUIR EL ESFUERZO SOBRE LOS HUESOS

• LAS ARTICULACIONES

• EL CANAL MEDULAR

• LOS MÚSCULOS

HOMEOSTASIS BIOLOGICA

REABSORCION APOSICION

FACTORES

Genéticos Nutricios Vitamínicos Hormonales Mecánicos

(Piezoelectricidad)

HUESO

TEJIDO VIVO

FACTOR PIEZOELECTRICO

• Entorno bioeléctrico de las células esqueléticas es estímulo morfogenético

• los cambios funcionales de este entorno ocasionan cambios en sus propiedades bioeléctricas que constituyen señales morfogenéticas reconocidas por las células,

• las actividades de la vida diaria originan cambios eléctricos que permiten la nutrición

• el excesivo reposo reduce la actividad piezoeléctrica alterándose la nutrición y debilitándose.

• El hueso presenta cargas electricas en determinadas superficies cuando son sometidos a presiones y tracciones mecanicas ejercidas perpendicularmente sobre su eje principal de simetria

CONSOLIDACION Y REMODELACION OSEA

• LA HERENCIA NO EXPLICA LA DISPOSICION TRABECULAR

• ADAPTACION DE TAMAÑO- FORMA Y ESTRUCTURA A SOLICITACIONES MECANICAS

• PROCESO DE ACTIVACION- FORMACION- RESORCION

• HOMEOSTASIS MECANICA

• FORMACION OSEA (potencial negativo) EN LA COMPRESION Y RESORCION OSEA (potencial positivo) EN LA TRACCION

Owen- Viladot- Fitzgerald

RESUMEN HUESOS

• ELEMENTO COMPUESTO- BIFASICO- POROSIDAD VARIABLE- ANISOTROPICO VISCOELASTICO

• ESTRUCTURA JERARQUIZADA CON GRAN RESISTENCIA • FUNCION COMPORTAMIENTO CERRADO: DISTRIBUCION

HOMOGENEA DE FUERZAS Y ECONOMIA DE MATERIAL • ORGANOS CON ALTO NIVEL METABOLICO Y

PERMANENTE ACTIVIDAD DE REMODELACION