Co to jest biomechanika kości?

Nauka, która bada wpływ ruchu i różnych sił wywieranych na ciało, zarówno wewnętrznie, jak i zewnętrznie, nazywa się biomechaniką. Biomechanika kości bada dynamikę i konsekwencje, czyli sposób, w jaki kości reagują w obliczu zmian. Zmiana, która może wystąpić wewnętrznie, może wahać się od skurczu różnych grup mięśni wywierających nacisk na kości do zmian w strukturze kości, takich jak nieprawidłowe wybrzuszenia w stawach wynikające z zapalenia stawów. Siły zewnętrzne mogą wahać się od takich rzeczy, jak próba podniesienia ciężkiego przedmiotu do zmian na powierzchni podczas chodzenia.

Skład, wytrzymałość, długość, zdrowie i ułożenie kości w ciele mają wpływ na określenie biomechaniki kości, a tym samym wpływają na jej funkcjonowanie mechaniczne. Innymi słowy, kości kończyn lub rąk i nóg są bardziej sprężyste i szybko dostosowują się do zmian, ponieważ są bardziej przyzwyczajeni do wewnętrznych i zewnętrznych wahań niż kości znajdujące się głębiej wewnątrz ciała, jak żebra. Kości o większej gęstości, takie jak kość udowa lub kość udowa, lepiej opierają się stresorom niż mniejsze, cieńsze kości znalezione w dłoni lub stopie i dlatego są mniej narażone na urazy spowodowane nadmiernym stresem.

Integralność kości odgrywa również ważną rolę w biomechanice kości, która składa się z kilku różnych rodzajów tkanek. Ta struktura obejmuje zwartą kość, zwaną inaczej twardą skorupą zewnętrzną, a także gąbczastą tkankę, bardziej miękką, nieco „przewiewną” tkankę wewnątrz zwartej kości, w której znajdują się struktury, takie jak naczynia krwionośne i szpik kostny. Większość stałej struktury kości nazywa się matrycą kostną. Uszkodzenie macierzy kostnej może wystąpić przy pewnych urazach, stanach zdrowia lub może wystąpić naturalnie w miarę starzenia się ciała, może zmniejszyć ogólną jedność kości i zmniejszyć jej zdolność do reagowania na ciągłe zmiany. To upośledzenie, zwykle w postaci mikrourazów lub drobnych pęknięć na powierzchni kości, może osłabić jej integralność i zwiększyć ryzyko złamań lub złamań kości, gdy zostaną na nią umieszczone stresory.

Z drugiej strony biomechanika kości lub jej zdolność do reagowania na zmiany zależy od zdolności kości do ciągłej odnowy lub reprodukcji nowych komórek, mechanizmu zwanego przebudową. Proces ten może zasadniczo pomóc w naprawie uszkodzonych komórek kostnych i jest zależny od pewnego poziomu stresu w postaci skurczów mięśni i zmiany obciążenia lub siły wywieranej na kości. Na przykład, gdy biomechanika kości w nodze zmienia się w wyniku złamania, początkowy proces gojenia zwykle wymaga, aby kończyna nie miała żadnej siły działającej na nią. Gdy kość zaczyna się goić, może być konieczne pewne obciążenie, aby kość mogła się odbudować.