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…Buenos días …Buenos días

ProfesoresProfesoresKlgo. Rodrigo Castro Klgo. Rodrigo Castro VVásquezásquezTO. Víctor Miranda TO. Víctor Miranda MardonesMardones

FuncionesMecánicas• Protección• Proveer eslabones cinéticos• Proveer sitios de inserción muscular• Estructura de soporte

Fisiológicas• Producción de células sanguíneas• Metabolismo mineral

Condicionanel movimiento humano.

Composición y Estructura del Tejido Óseo.

• 60% inorgánico (Dureza y Rigidez)

Hidroxiapatita (Calcio y Fósforo)Mg, Na, K, Cl

• 30% orgánico (Flexibilidad y Elasticidad)

90-95% fibras colágenas5-10% células óseas

• 10% agua

• Unidad funcional: Osteón o sistema haversiano (compuesto de laminillas).

• Conductos de Havers (vasos sang. y fibras nerv.)

• Conductos de Volkmann

• Lagunas (osteocitos)

• Canalículos (laguna-laguna-canal havers)

• Periostio (f. sharpey)

ESTRUCTURA ÓSEA A NIVEL MICROSCÓPICO

Cortical y esponjosaCortical y esponjosa

Lagunas

ESTRUCTURA ÓSEA A NIVEL MACROSCÓPICO

(REPASO ANATÓMICO)

DIAFISIS

EPIFISIS

METAFISIS

EPIFISIS

METAFISIS

FISIS: Zona de crecimiento del hueso

FISIS: Zona de crecimiento del hueso

ESTRUCTURA ÓSEA A NIVEL MACROSCÓPICO

HUESO CORTICAL O COMPACTO

HUESO ESPONJOSO O TRABECULAR

CAPA DENSA UBICADA EN LA PERIFERIA DE UN HUESO.

HUESO DE CALIDAD POROSA UBICADO DENTRO DE LA CUBIERTA DENSA DEL HUESO COMPACTO.

CARACTERÍSTICAS BIOMECÁNICASHUESO CORTICAL MADURO

• Tejido altamente organizado.

• En mayor proporción en las diáfisis.

• Provee resistencia y rigidez al sistema esquelético.

• Porosidad 5-30%.

• Elasticidad del 3% aprox. (baja)

• Soporta gran cantidad de carga antes de la falla.

CARACTERÍSTICAS BIOMECÁNICASHUESO ESPONJOSO MADURO

• Es más débil y menos rígido y denso que el hueso compacto.

• Se ubica en mayor proporción en las epífisis (zonas de carga)

• Porosidad 30-90%.

• Formado por trabéculas óseas que forman una estructura “en malla”.

• Trabéculas compuestas por hueso laminar no haversiano.

• Trabéculas se adaptan al estrés, por disposición de colágeno.

• Intersticio: Vasos sang, Fibras nerv, grasa y tejido hematopoyético.

Uniones horizontales

Láminas verticales

Hueso esponjoso

Hueso esponjoso

Uniones horizontales

Láminas verticales

Fémur proximal Fémur

distal

SISTEMAS TRABECULARES Y SU IMPLICANCIA BIOMECÁNICA

SISTEMAS TRABECULARES Y SU IMPLICANCIA BIOMECÁNICA

•Distribución de cargas en superficies amplias (epífisis)

•Transmisión de cargas.

•Absorción de cargas dinámicas.

•Las trabéculas se disponen en la dirección de las cargas (comportamiento dinámico).

•Tejido altamente especializado en soportar cargas compresivas.

SISTEMAS TRABECULARES Y SU IMPLICANCIA BIOMECÁNICA

DENSIDAD ÓSEA MAYOR (ACÚMULO DE TRABECULAS) EN ZONAS DE MAYOR CARGA. FENÓMENO DINÁMICO.

“LEY DE WOLFF”

COLÁGENOCOLÁGENO

Elemento estructural básico de los tejidos en los Elemento estructural básico de los tejidos en los animales y es la proteína más abundante en el cuerpoanimales y es la proteína más abundante en el cuerpo

Proporciona la integridad mecánica de todos los Proporciona la integridad mecánica de todos los tejidos. En el hueso domina el Tipo I y Tipo III. En el tejidos. En el hueso domina el Tipo I y Tipo III. En el cartílago el Tipo II.cartílago el Tipo II.

Forman una triple hélice de moléculas de polipeptidos Forman una triple hélice de moléculas de polipeptidos (tropocolágeno)(tropocolágeno)

Desde el punto de vista mecánico proporciona rigidez y Desde el punto de vista mecánico proporciona rigidez y resistenciaresistencia

VascularizaciónVascularización

LEY DE WOLF “ Todo cambio en la conformación estructural de un

hueso es producto de un fenómeno dinámico de adaptación a las demandas mecánicas que le

impone el medio …”

TIPOS DE HUESO

CARACTERÍSTICAS BIOMECÁNICASHUESO LARGO

• LONGITUD PREVALECE POR OTROS DIÁMETROS.• FORMA TUBULAR (MENOR PESO).• H. COMPACTO, ESPONJOSO, CAV. MEDULAR.• IMPLICADOS EN LOCOMOCIÓN.• CONFORMAN LAS PALANCAS ÓSEAS.• SOPORTE DE CARGAS AXIALES PPMTE.• PERMITEN MOVIMIENTOS AMPLIOS Y RÁPIDOS.• EPIFISIS INSERCIÓN MUSCULAR, (TUBERCULOS, POLEAS)

• HUESO ESPONJOSO.

CARACTERÍSTICAS BIOMECÁNICASHUESO CORTO

• ESTRUCTURA CUBOIDAL.

• ABSORCIÓN Y TRANSMISIÓN DE PUERZAS.

• MOVIMIENTOS DE BAJA AMPLITUD.

• GRAN CONTENIDO DE H. ESPONJOSO CARGAS COMPRESIVAS.

•CARPO Y TARSO.

CARACTERÍSTICAS BIOMECÁNICASHUESO PLANO

• PROTECTORA O DE REFUERZO.

• FORMA Y DELIMITA CAVIDADES.

CARACTERÍSTICAS BIOMECÁNICASHUESOS SESAMOIDEOS

• SE DESARROLLAN EN EL TRANSCURSO DE UN TENDÓN.

• PROTEGEN AL TENDÓN DE UN DESGASTE EXCESIVO.

• CAMBIAN EL ÁNGULO DE ACCIÓN HACIA SU INSERCIÓN DISTAL (POLEA). PROVEEN VENTAJA MECÁNICA.

El máximo contenido de masa ósea del cuerpo se El máximo contenido de masa ósea del cuerpo se programa durante las dos primeras décadas de la vida. programa durante las dos primeras décadas de la vida. Un aumento del pico óseo disminuye el riesgo de Un aumento del pico óseo disminuye el riesgo de osteoporosis en la edad adulta.osteoporosis en la edad adulta.

En la época premenarquica es cuando ocurre el mayor En la época premenarquica es cuando ocurre el mayor almacenamiento. Durante la adolescencia es cuando el almacenamiento. Durante la adolescencia es cuando el hueso tiene mayor capacidad de adaptación a las cargas hueso tiene mayor capacidad de adaptación a las cargas mecánicas (es cuando el ejercicio es más conveniente).mecánicas (es cuando el ejercicio es más conveniente).

El alcohol y el tabaco disminuye esta reserva de masa El alcohol y el tabaco disminuye esta reserva de masa ósea. El ejercicio lo aumenta (a cualquier edad). El ósea. El ejercicio lo aumenta (a cualquier edad). El sedentarismo lo disminuye.sedentarismo lo disminuye.

El hueso cortical se engruesa por aposición perióstica y El hueso cortical se engruesa por aposición perióstica y el medular por osificación endocondralel medular por osificación endocondral

FACTORES QUE ALTERAN EL DESARROLLO ÓSEO

• Estado nutricional• Nivel de actividad• Hábitos posturales• Herencia

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL HUESO

• Fuerza (Strength)

• Rigidez (Stiffness)

• Anisotropía

Anisotropía

“ Propiedad de un material donde muestra características mecánicas diferentes

cuando la carga se aplica en diferentes direcciones ...”

Factores que afectan el strength y la rigidez

• Gravedad• Actividad muscular• Tasa de

deformación• Inmovilización• Degeneración

(edad)

Tipos de Carga que soporta el Hueso

COMPRESIÓN

• Músculos Ensanchamiento +

• Gravedad Acortamiento• Cargas externas

Necesarias para: Crecimiento óseo Depósito de material Óseo

TENSIÓN

Elongación Musculatura Tendón (origen de las fuerzas tensiles)

• Avulsión: generada por fuerzas tensiles

CIZALLA

Compresión Aplicadas en paralelo aTensión una superficie(combinadas)

Crea una deformación angular mayor falla del tejido óseo

INCLINACIÓN (combinadas)

Compresión Concavidad + Tensión Convexidad

Ocurre deformación generalmente falla el lado convexo por aumento defuerzas tensiles

TORSIÓN

Crea estrés cizallante Fuerzas de rotaciónen el tejido óseo en sentido opuesto

• Causan daño en las estructuras

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