BIOSTÁTICA Y BIOMECÁNICA

1. BIOMECÁNICA: Estudia las fuerzas y aceleraciones que actúan sobre los organismos vivos y cuyo análisis se hace posible por una serie de técnicas especializadas y complicadas.

Los animales de encuentran sujetos a las mismas leyes y normas físicas que la materia inanimada; de aquí que la subdivisión de la biomecánica sea análoga a la de la mecánica física; se distinguen dos disciplinas: biodinámica y biostática.

A)BIODINÁMICA: se subdivide en:

a) Biocinemática: analiza los movimientos sin tener en cuenta las fuerzas que los producen. Ejemplo: el análisis cinematógrafo de los movimientos de los miembros del caballo durante el paseo.

b) Biocinética: estudia los cambios causados en el movimiento por un sistema desequilibrado de fuerzas y determina las fuerzas necesarias para producir cualquier cambio que se desee del movimiento. Ejemplo: el análisis de la fuerza de los miembros de un perro que corre.

B)BIOSTÁTICA: estudia las fuerzas y su equilibrio que actúan sobre los animales y sus órganos en el estado de reposo o en movimiento a una velocidad uniforme y en línea recta. Ejemplo: el estudio de las fuerzas que actúan sobre un caballo de pie.

MECÁNICA DEL CUERPO DE LOS MAMÍFEROS

ARQUITECTURA DEL TRONCO

Eje corporal

El eje corporal de los vertebrados está formado de varios tejidos (óseo, cartilaginoso, conectivo) con una amplia variedad de características físicas.En los vertebrados superiores terrestres, la situación mecánica está alterada; el eje corporal depende del peso del cuerpo (gravitación), mientras que también debe transmitir un poder locomotor a los miembros pélvicos. Por tanto, la construcción la construcción del eje corpóreo es la personificación de un compromiso entre los ejes vectoriales de la gravitación y las fuerzas de propulsión; debe ser capaz de resistir las cargas deformantes, así como absorber los impactos en la dirección de las líneas de trabajo de las resultantes de todas las fuerzas propulsoras.

El punto de vista moderno está representado por la “teoría del arco y las flechas”, la cual indica que “el eje corporal está formado por una serie de elementos rígidos (vertebras) que, junto con los discos invertebrales, forman un arco de curvatura variable”. La curvatura esta momentáneamente estabilizada por los ligamentos intrínsecos de la columna vertebral y pueda variara según la acción de tres series de “cuerdas” con tensión variable. Fig.5.28.

La cuerda dorsal – músculos epaxiales (1) – cubre el lado dorsal y dorsolateral del arco y tiende a enderezarlo; cuerda ventral se forma a dos niveles. El primero, arco interrumpido está situado contra el lado ventral de las vertebras en regiones cervical y torácico craneal longus colli (2) y longus capitis (2) – y regiones toracocaudal y lumbar sacra – grupo psoas (3) de aquí que una cuarta porción de la región toracolumbar esté desprovista de músculos. El segundo anillo ininterrumpido comprende los músculos oblicuo (5) y (6), transverso (7) y recto abdominal (8), y esta indirectamente unido al arco por la interposición del esqueleto torácico cranealmente y los huesos pélvicos caudalmente. Los músculos del primer nivel flexión las dos regiones del arco y lo cubren ventralente; en cooperación con las divisiones correspondientes a los músculos epaxiales, estabilizan la curvatura de estas regiones. Los músculos del segundo nivel son responsables, en primer lugar, de la flexión del arco en la región toracolumbar, lo cual se aprecia notablemente en la giba característica del gato sentado; su acción es también importante en la flexión y la extensión intermitente de esta región durante el brinco-galope. (Fig. 5-29)

El aspecto mecánico mas ventajoso es que el tronco esta estáticamente equilibrado por sí mismo, de forma que no ejerce fuerza en dirección craneocaudal en los puntos de soporte, este es, los arcos pectorales y pélvicos. Su construcción muestra un alto grado de adaptabilidad a las variaciones de carga. El lomo de un caballo no se comba bajo el peso de un jinete, sino en dirección dorsal como resultado del aumento de tensión en las cuerdas ventrales. La ligera contracción muscular, que produce una fuerza que sobrepase esta elasticidad intrínseca, es suficiente para romper el equilibrio y producir la flexión o extensión del arco. Las fuerzas musculares que operan en la columna vertebral producen uno o más de los siguientes tipos de distorsión:

1. Curvatura longitudinal en un plano vertical que tiende a flexionar o extender el dorso.

2. Curvatura transversa en un plano horizontal que tiende a curvar el tronco a la derecha o a la izquierda.

3. Torsión sobre un eje horizontal longitudinal que rota las vertebras adyacentes.

4. Curvatura vertical.5. Curvatura transversa.6. Compresión o tensión longitudinal del esqueleto axial.

Mientras que los puntos 4, 5, 6 son más o menos pasivamente resistentes por las propiedades físicas del material afectado, en el caso de la curvatura y torsión, la distorsión va contrarrestada por los ligamentos y controlada activamente por los músculos intrínsecos (hipoaxial y epiaxial) y los extrínsecos.

Este último caso, si el miembro pélvico ejerce una fuerza F1 (fig. 5-30) contra la articulación de la cadera, que pasa ventralmente a una articulación invertebral

dada L, su momento tiene una curvatura relacionada con la suma de los momentos de todas las fuerzas que operan en la articulación. Si se aplica la lley de momentos alrededor de L conduce a que (W x a)= (F2 x b), en la que F2

es la tensión de la musculatura abdominal.

Cuando los pies se extienden hacia delante desde el centro del cuerpo (fig. 5-31), la tensión de los músculos abdominales esta aumentada de acuerdo a los momentos (F1 X x b) y (F x c), del retractor del miembro torácico y los protectores del miembro pélvico. Como quiera que el grado de extensión del miembro esta determinado parcialamente por la cantidad de friccion entre los pies y el suelo, hay una relación entre la reacción en los pies y la tensión impuesta sobre la musculatura del dorso. Esto queda ilustrado en la figura 5-32 donde R es la reacción en los pies y la tensión impuesta por N (reacción normal) y S (friccion); Rtot es la resultante de R y W ( peso de los cuartos traseros); R pasa bien dorsal o ventralemente desde una articulación intervertebral o a través de S. De acuerdo con esto, R2tot tiene un momento negativo acerca de L y tiende a flexionar el dorso; R1tot tienen un momento positivo en L y trata de extender las vertebras. Si R tot pasa a través de L, el momento es cero.

ARQUITECTURA DE LOS CINTURONES Y MIEMBROS

Las cargas de los cinturones y miembros se explican a través de los mecanismos de suspensión torácicos y pélvicos; el primero es una articulación sinsarcosica y la segunda, la iliosacral, es casi inmóvil.

La distribución de la carga sobre los miembros esta relacionada

Biomecánica de las fracturasDebido a su composición (hidroxiapatita, colágeno y elementos celulares), loshuesos antes de romperse experimentan una deformación elástica (reversible) y plástica (irreversible). La resistencia, rigidez y absorción de energía del huesodependen de sus propiedades materiales (composición, morfología, porosidad),aspectos estructurales (geometría, largo, curvatura) y factores mecánicos (velocidad y orientación de las cargas) (Roush, 2003).Para la reparación adecuada de las fracturas es fundamental conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos .

BIOMECÁNICA.La articulación de la cadera le permite al organismo animal, tener una máximaestabilidad y versatilidad de movimientos.Para soportar las cargas el acetábulo cuenta con un techo cráneo dorsal fuerte y ancho, dispuesto en forma perpendicular a la fuerza ejercida en dirección dorsal del fémur, debido a la fuerza gravitacional.Si el miembro pélvico se abduce aumenta la capacidad para soportar el peso yaumenta la estabilidad de la articulación debido a que la carga es dirigida al punto central de la cavidad acetabular.Figura 5. Miembro pélvico de un perro, sometido a una carga.Si existe aducción del miembro pélvico, la carga es dirigida a la zona dorsal de la cavidad, cerca del margen óseo acetabular, la luxación pudiera ser probable, pero gracias a que existen fuerzas adicionales, proporcionadas por los músculos de la cadera, y los tejidos fibroelásticos como la bursa sinovial, se mantiene la cabeza femoral dentro del acetábulo.La carga total de la articulación de la cadera aumenta con la inclinación del techo acetabular, y su capacidad para soportar la carga depende de la caja acetabular (engrosamiento del hueso subcondral a nivel de la ceja acetabular en su porción cráneo dorsal), que es el sitio en donde se ejerce mayor tensión intraarticular.El acetábulo normalmente tiene un ángulo de retroversión de 5 a 10 °La configuración biomecánica del fémur es muy importante, presenta un ángulo de inclinación entre el cuello y la diáfisis femoral, de 146 °, visible en un estudioradiográfico en una proyección cráneo caudal del fémur, el ángulo de ante versiónde la cabeza y cuello femoral en relación al plano transverso del fémur, es de 27 ° yeste es visible en un estudio radiográfico con distal – proximal de fémur.Figura 6. Ángulo de ante versión del cuello y cabezafemoral del perro.Figura 7. Ángulo de inclinación del cuello y cabezafemoral del perroEl punto más proximal del trocánter mayor del fémur tiene que estar al mismo nivelo ligeramente distal a el punto mas proximal de la cabeza femoral (distanciaartículo-trocantérica).Figura 8. Ángulo de retroversión del acetábulo delperro.La tensión intraarticular es de 4.4 veces la carga colocada en la extremidad en

posición normal. Esto es porque la fuerza de carga (fuerza gravitacional) sumada a lafuerza glútea, resulta una carga intraarticular que sobrepasa el peso corporal.Figura 9. Músculos de la cadera del perro.La carga intraarticular y la fuerza de los músculos de la cadera en un perrodoméstico en cuadripestación son afectados por el ángulo de inclinación de cabeza ycuello femoral, longitud del cuello femoral, posición y dimensiones del trocántermayor, y distancia de la cabeza femoral respecto al centro de gravedad.El eje centro de gravedad se encuentra medial a la articulación de la cadera, a nivelde la sínfisis de pubis, por consiguiente el apoyo del centro de la carga que se apoyaen la cadera tiene una torsión con un brazo de apoyo igual a la distancia que vadesde el centro de gravedad al centro de la cabeza femoral, esta torsión secompensa mediante una torsión opuesta, pero igual, que se genera en los músculosglúteos con un brazo de apoyo que es perpendicular al vector del músculo glúteo yque se extiende al centro de la cabeza femoral. Las cargas se orientan en formacraneal en un plano horizontal cuando el animal se mueve y se encuentra ensituación de cuadripestaciónFigura 10. Distancia entre el eje centro de gravedad yla articulación de la cadera.Las tensiones intraarticulares aumentan si la distancia entre el eje centro degravedad y la cabeza femoral aumenta, como es en el caso de las subluxaciones,luxaciones y displasia de cadera. También aumentan las cargas intraarticulares siaumenta el ángulo de inclinación de cabeza y cuello femoral, y lo mismo si existe unaumento en el ángulo de retroversión o en el ángulo de ante versión. Como es en losanimales que presentan displasia de cadera.