Biomecânicadas lesões músculosqueléticas

Prof. Cesar Martins

Faculdade de Medicina Universidade de Passo Fundo

“É a avaliação de um fenômeno biológico, do ponto de vista mecânico, com a visão de identificar os mecanismos responsáveis pelo fenômeno.”

Biomecânica

John H. Challis, 2001.

Biomecânica

Entender como as pessoas se movem.(biomecânica externa)

Melhorar a performance em atletasAvaliar a marcha e melhorar a qualidade de vida

Ramos da Biomecânica

Cardiovascular e respiratóriaTraumaOrtopédicaReabilitaçãoCelularEsporteMúsculoesquelética

Objetivos da BiomecânicaReduzir o risco de lesões

Aprimorar a técnicaCalçadosÓrteses e “braces”Movimentos “mais fisiológicos”

Setor automobilístico

FraturasColisão

Objetivos da BiomecânicaEstudo da propriedade dos materiais

(biomecânica interna)

Tendões, ligamentos, cartilagem e ossosResistência dos tecidosPropriedades estruturais

Qual enxerto tem a resistência necessária paracerta utilização ???

Enxerto para o ligamento cruzado anterior

Forças e Alavancas

Aplicamos Força quando empurramos ou puxamos algo.

Alavanca é basicamente uma estrutura rígida utilizada com um ponto fixo apropriado para multiplicar a força mecânica.

Alavanca

ForçasA força pode produzir 3 tipos de movimentos:

Rotação:Giro através

do centro

Translação:Deslocamento

do ponto Apara ponto B

Deformação:Altera a forma de um corpo

Gravidade

É a principal força agindo em todas as pare do corpo.

O centro de gravidade pode ser definido como o ponto em que todas as partes do corpo estão em equilíbrio

O centro de gravidade do homem está a 57% da altura na posição em pé e da mulher a 55% da altura

(elas tem mais massa nos quadris, abaixa o centro).

Regra geral: localizado ligeiramente abaixo da cicatriz umbilical, posterior a ela.

Equilíbrio e Estabilidade

A probabilidade de manter o equilíbrio é aumentada quando o centro de gravidade é abaixada em relação a base de suporte.

Assim que partes do corpomovem para longe do centro de gravidade, a probabilidade de manter o corpo estável é mover outras partes para compensar.

Este atleta cairia se não abrisseos braços e inclinasse o troncopara cima.

Equilíbrio e Estabilidade

Alavancas

Consiste de 3 partes:ResistênciaEsforçoFulcro ou “Pivô”

AlavancasFunções:

Ampliar a resistência que pode ser movida com determinado esforço.

Aumentar a velocidade na qual um objeto move com determinada força.

3 classes

AlavancasPrimeira classe

Fulcro no meio

AlavancasSegunda classe

Força

Resist. FulcroFulcro no final

AlavancasTerceira classe

Fulcro no final, mas a força entre o fulcro e resistência

Torque

É uma força no sentido de um giro.

Força excêntrica produzmovimento em giro.

Torque – movimentoangular

Como produzir um topspin oubacksin??

Resistência dos Materiais

Ligamentos, ossos, cartilagem, tendões, etc...

Resistência É a força máxima que um corpo pode suportar antes da falência.

Ligamento Cruzado Anterior

Resistência

Resistência É a força máxima que um corpo pode suportar antes da falência.

Módulo da Resistência ou Módulo de Young

Biomecânica Básica

Deformação ElásticaDeformação PlásticaEnergia absorvidapara ruptura

Forç

a-N

Deslocamento - mm

PlásticaElástica

Energia Absorvida

Biomecânica Básica

Limite de escoamentoCarga máxima pararuptura

Dúctil (flexível)Frágil (quebradiço)Duro - rígido - resistente

Energia Absorvida

Forç

a-N

Deslocamento - mm

PlásticaElástica

Limite de escoamento

Carga máxima

Cinco solicitações que agem nos tecidos

Cisalhamento

FlexãoTorção

Compressão

Tração

Mecânica da Fratura

Tencer. Biomechanics in OrthopaedicTrauma, Lippincott, 1994.

Força e àrea pequenas

Força e Àrea Grandes

Força Grande e Àrea Pequena

Força de Tração: fratura transversa

ou avulsão

Força de Flexão:

Fratura Angulada ou Asa de Borboleta

Força Torsional

Compressão:

Fratura Oblíqua

Combinação de Cargas

Alguns Artigos a respeito da Resistência Tecidual

Mecânica Óssea

Densidade ósseaSutil mudança na densidadeóssea = grandes mudançasem sua resistência.

Densidade óssea depende de:

•Doenças•Uso•Desuso

Força x Alongamento Relativo

Browner et al., Skeletal Trauma 2nd Ed. Saunders, 1998.

Idade x Massa Óssea

“Alcançar o máximo de massa óssea na adolescência/fase adulto jovem é crucial

para reduzir os efeitos da perda óssea e reduzir o risco de fraturas quando idoso.”

Kaplan et al., Orthop Basic science, 1994.

Diferenças massa óssea entre os sexos

Mechanical properties of tendons and ligaments II. The relationships of immobilisation and exercise on

tissue remodeling.

Woo, S. L-Y et al. (1982) Biorheology 19: 397-408

A força para ruptura do ligamento colateral medial de coelhos reduziu em 66% quando submetidos a 9 semanas de imobilização do joelho com gesso.

Gráfico da Força x Alongamento Relativo

Estudo Biomecânico

Qual o Efeito dos ligamentos córacohumerais e capsulares na estabilidade glenoumeral?

Malicky, D.M. et al. (1996) JOR 14: 282-288

Teste biomecânico em cadáver humano

O principal estabilizador glenoumeral em abdução e

rotação externa:

- ligamento glenoumeral inferior

Arthroscopy, 2010.32 tibias bovinas4 diferentes parafusos 8, 9, 10 e 11 mmEnxerto: aquiles bovinoNenhuma diferença estat.

Relevância clínica: parafuso de interferência dá uma adequada fixação de enxerto de partes moles

p= 0,45Colocado na máquina de testes de materiais

Biomecânica básica - 4. ed. / 2005 - ( Livros ) - Acervo 91934HALL, Susan J.. Biomecânica básica. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. 509 p.

Biomecânica - 1. ed. / 2009 - ( Livros ) - Acervo 99453DUARTE, Mario Sergio. Biomecânica. 1. ed. Nova Odessa: Napoleão, 2009. 379 p.

Bases biomecânicas do movimento humano /1999 - (Livros ) -Acervo 46106HAMILL, Joseph; KNUTZEN, Kathleen M.. Bases biomecânicas do movimento humano. São Paulo: Manole, 1999

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