Co je to biomechanika kostí?

Věda, která zkoumá účinky pohybu a různých sil působících na tělo, interně i externě, se nazývá biomechanika. Biomechanika kosti zkoumá dynamiku a důsledky nebo způsob, jakým kosti reagují, když čelí změnám. Změna, která se může vyskytnout interně, by se mohla pohybovat od kontrakcí různých skupin svalů vyvíjejících tlak na kosti až po změny ve struktuře kosti, jako jsou abnormální vyboulení v kloubech způsobené artritidou. Vnější síly se mohou pohybovat od takových věcí, jako je pokus o zvednutí těžkého předmětu po změny povrchu při chůzi.

Složení, síla, délka, zdraví a umístění kosti uvnitř těla mají vliv na určování biomechaniky kosti a ovlivňují tak její mechanickou funkci. Jinými slovy, kosti v končetinách nebo pažích a nohou jsou odolnější a rychle se přizpůsobují změnám, protože jsou zvyklejší na vnitřní a vnější výkyvy, než kosti umístěné hlouběji uvnitř těla, jako jsou žebra. Kosti s větší hustotou, jako je stehenní kost nebo stehenní kost, odolávají stresorům lépe než menší, tenčí kosti, které se nacházejí v ruce nebo noze, a proto je méně pravděpodobné, že utrpí zranění v důsledku nadměrného stresu.

Kostní integrita také hraje důležitou roli v biomechanice kosti, která se skládá z několika různých typů tkání. Tato struktura zahrnuje kompaktní kost, jinak známou jako ztvrdlá vnější skořápka, stejně jako houbovitá tkáň, měkčí, poněkud „vzdušná“ tkáň uvnitř kompaktní kosti, kde jsou umístěny struktury, jako jsou krevní cévy a kostní dřeň. Většina struktury pevné kosti se nazývá kostní matrice. Poškození kostní matrice může být způsobeno určitými zraněními, zdravotními podmínkami nebo může nastat přirozeně, jak tělo stárne, může snížit celkovou jednotu kosti a snížit její schopnost reagovat na neustálé změny. Toto poškození, obvykle ve formě mikrotrhlin nebo drobných štěrbin na povrchu kosti, může oslabit jeho integritu a zvýšit šance na zlomeniny nebo zlomeniny kostí, když jsou na ně položeny stresory.

Na druhé straně biomechanika kosti nebo její schopnost reagovat na změny závisí na schopnosti kosti neustále obnovovat nebo reprodukovat nové buňky, což je mechanismus zvaný remodelace. Tento proces může v podstatě napomáhat při opravě poškozených kostních buněk a je závislý na určitém množství stresu ve formě svalových kontrakcí a změn v zatížení nebo síle působící na kosti. Například, když je biomechanika kosti v noze změněna zlomeninou, počáteční proces hojení obvykle vyžaduje, aby končetina neměla na ni aplikovanou žádnou sílu. Jakmile se kost začne hojit, může být nutné, aby se kost znovu obnovila.