Los Biomecánica del crecimiento óseo y Desarrollo Humano presentacion

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Los Biomecánica del crecimiento óseo y Desarrollo Humano

Después de completar este capítulo, usted será capaz de :

• Explique cómo los componentes materiales y la organización estructural del hueso afectan a su capacidad para soportar cargas mecánicas .
• Describir los procesos que intervienen en el crecimiento y maduración normal del hueso.
• Describir los efectos del ejercicio y de la ingravidez sobre la mineralización ósea .
• Explicar la importancia de la osteoporosis y discutir las teorías actuales sobre su prevención.
• Explicar la relación entre las diferentes formas de la carga mecánica y lesiones óseas comunes .

¿Qué determina cuando un hueso deja de crecer ? ¿Cómo son causados ​​fracturas por estrés ? ¿Por qué causa los viajes espaciales reduce la densidad mineral ósea en los astronautas ? ¿Qué es la osteoporosis y cómo se puede prevenir ?.

La palabra hueso normalmente evoca una imagen mental de un hueso , un trozo seco, quebradizo muertos de mineral que un perro podría disfrutar de mascar. Ante este panorama , es difícil darse cuenta de que el hueso vivo es un tejido muy dinámico que está modelada y remodelada por las fuerzas que actúan sobre ella continuamente . Hueso cumple dos funciones mecánicas importantes para los seres humanos : ( a) Se proporciona un marco esquelético rígida que soporta y protege otros tejidos del cuerpo , y ( b ) que forma un sistema de palancas rígidas que se puede mover por las fuerzas de los músculos de fijación ( ver Capítulo 12 ) . Este capítulo trata de los aspectos biomecánicos de la composición ósea y la estructura , el crecimiento y desarrollo de los huesos , la respuesta del hueso al estrés , la osteoporosis y lesiones óseas comunes .

COMPOSICIÓN Y ESTRUCURE DEL TEJIDO ÓSEO

Los constituyentes materiales y la organización estructural del hueso influyen en las formas en las que el hueso responde a una carga mecánica . La composición y estructura de los huesos producen un material que es fuerte para su peso relativamente ligero .

COMPONENTES MATERIALES

Los principales bloques de construcción de hueso son carbonato de calcio , fosfato de calcio , colágeno, y agua. Los porcentajes relativos de estos materiales varían con la edad y salud del hueso. El carbonato de calcio y fosfato de calcio generalmente constituyen aproximadamente el 60-70 % del peso seco de hueso . Estos minerales de hueso dan su rigidez y son los determinantes principales de su resistencia a la compresión . Otros minerales, incluyendo magnesio, sodio, y fluoruro , también tienen funciones estructurales y metabólicas vitales en el crecimiento y desarrollo ( 62 ) de hueso. El colágeno es una proteína que proporciona hueso con flexibilidad y contribuye a su resistencia a la tracción .

El contenido de agua de hueso constituye aproximadamente el 25-30 % del peso total del hueso. El agua presente en el tejido óseo es un importante contribuyente a la resistencia ósea . Por esta razón , los científicos e ingenieros que estudian las propiedades materiales de los diferentes tipos de tejido óseo deben asegurarse de que las muestras de hueso que están poniendo a prueba no se deshidratan . El flujo de agua a través de los huesos también lleva nutrientes a y los productos de desecho de las células óseas que viven dentro de la matriz mineralizada . Además, el agua transporta iones minerales hacia y desde el hueso para el almacenamiento y uso posterior por los tejidos del cuerpo cuando sea necesario ( 18 ) .

ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL

El porcentaje relativo de la mineralización ósea varía no sólo con la edad del individuo, sino también ápice el hueso específico en el cuerpo. Algunos huesos son más porosos que otras. El más porosa del hueso, menor es la proporción de fosfato de calcio y carbonato de calcio, y la mayor proporción de tejido no mineralizado. El tejido óseo se ha clasificado en dos categorías en función de la porosidad (figura 4.1). si la porosidad es baja, con 5-30% de volumen de hueso ocupado por tejido no mineralizado, el tejido se denomina hueso cortical. El tejido óseo pizca una alta porosidad relativa, con 30% mayor que el 90% del volumen de hueso ocupado por tejido no mineralizado, que se conoce como esponjosa, esponjoso, o hueso trebecular. El hueso trabecular tiene una estructura de nido de abeja con barras verticales y horizontales mineralizadas, llamadas trabéculas, formando células llenas con ósea y la grasa.

La porosidad del hueso es de interés porque es directamente afecta a las características mecánicas del tejido. Con  su alto contenido de minerales, el hueso cortical es más rígido, lo que puede soportar un mayor estrés, pero menos tensión o deformación relativa, que el hueso trabecular. Debido a que el hueso trabecular es más esponjoso que el hueso cortical, puede someterse a más tensión antes de fracturarse.

El sistema operativo funcional un hueso dado determina su estructura. Los ejes de los huesos largos se componen de hueso fuerte. El alto contenido de hueso trabecular relativa de las vértebras contribuye a su capacidad de absorción de choques. El hueso trabecular desarrolla cuatro tipos de estructura, dependiendo de si se debe resistir fuerzas relativamente altas o relativamente bajos y si la carga principal es axial (tracción o compresión) o asimétrica (flexión) (31). Debido a esto, la resistencia y la elasticidad del hueso trabecular varían considerablemente con la ubicación en el cuerpo, así como con la salud edad del individuo (47).

Tanto el hueso cortical y trabecular son anisotrópico; es decir que presentan diferente resistencia y congestión en respuesta a fuerzas aplicadas desde diferentes direcciones. El hueso es más fuerte para resistir esfuerzos de compresión y más débil en la resistencia a esfuerzo de corte (figura 4-2)

TIPOS DE HUESOS

Las estructuras y formas de los 206 huesos del cuerpo humano que puedan cumplir funciones específicas. El sistema esquelético en nominalmente subdivide en el esqueleto central o axial y el esqueleto periférico o apendicular (figura 4.3). El esqueleto axial incluye los huesos que forman el eje del cuerpo, que son el cráneo, las vértebras, el esternón, y las costillas. Los otros huesos de los apéndices corporales, o esqueleto apendicular. Los huesos también se clasifican de acuerdo a sus formas y funciones generales.

Los huesos cortos, que son aproximadamente cúbica, incluyen solamente los huesos del carpo y los tarsos (figura 4.4). Estos huesos proporcionan movimientos de deslizamiento limitado y sirven como amortiguadores.

Los huesos planos también se describen por su nombre (figura 4.4). Estos huesos protegen los tejidos subyacentes y suaves, y también proporcionan grandes áreas para el músculo y los archivos adjuntos de ligamentos. Los huesos planos incluyen las escápulas, el esternón, las costillas, la rótula, y algunos de los huesos del cráneo.

Huesos irregulares tienen diferente shaper para cumplir funciones especiales en el cuerpo humano (figura 4.4). por ejemplo, las vértebras proporcionar un ósea, túnel de protección para la médula espinal; varios procesos para el músculo y del ligamento a los archivos adjuntos; y soportar el peso de las partes del cuerpo superiores al tiempo que permite el movimiento del tronco en los tres planos cardinales. El sacro, coxis, y el maxilar son otros ejemplos de huesos irregulares.

Los huesos largos forman el marco del esqueleto apendicular (figura 4.4). consisten en un eje largo, más o menos cilíndrico (también llamado el cuerpo, o diáfisis) del hueso cortical, con los extremos bulbosos conocidos como cóndilos, tubérculos, tuberosidades. Un cartílago articular autolubricador protege los extremos de los huesos largos de desgaste en los puntos de contacto con otros huesos. Los huesos largos también contienen una zona hueca central conocida como la cavidad medular o un canal.

Los huesos largos se adaptan en tamaño y peso para la función biomecánica específica, la tibia y el fémur son grandes y masiva para soportar el peso del cuerpo. Los huesos de la extremidad superior, incluyendo el húmero, radio y cúbito, son más pequeños y ligeros para promover la facilidad de movimiento. Otros huesos largos incluyen la clavícula, el peroné, metatarsos, metacarpianos y falanges.

CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE HUESO

El crecimiento óseo comienza temprano en el desarrollo fetal, y el hueso vivo está cambiando continuamente en la composición y la estructura durante el período de vida. Muchos de estos cambios representan el crecimiento normal y la maduración de hueso.

CRECIMIENTO LONGITUDINAL

El crecimiento longitudinal del hueso se produce en la epífisis y placas epifisarias (Figura 4-5). Las epífisis son discos cartilaginosos que se encuentran cerca de los extremos de los huesos largos. El lado diáfisis (central) de cada epífisis produce continuamente nuevas células óseas. Durante o poco después de la adolescencia. La placa desaparece y el hueso se fusiona, terminando el crecimiento longitudinal. La mayoría de las epífisis se cierran alrededor de los 18 años, aunque algunos pueden estar presentes hasta cerca de los 25 años.

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