Co to jest biomechanika tkanek?

Biomechanika tkankowa to badanie, w jaki sposób różne części ludzkiego ciała, takie jak kość, ścięgna i mięśnie, reagują na siły zewnętrzne. Naukowcy przeanalizowali właściwości mechaniczne tych tkanek, które zwykle mogą wytrzymać pewien poziom siły przed uszkodzeniem. Średnie poziomy tolerancji zostały oszacowane dla każdego, co często pomogło w wielu różnych badaniach. Ruch, siła i przyspieszenie zdrowej tkanki mogą osiągać określone poziomy i powodować nagłe uszkodzenie lub degradację, które mogą wystąpić z czasem. Biomechanika tkankowa jest często używana do określenia, jak doszło do urazu lub do oceny żywotności urządzeń protetycznych lub implantów medycznych.

Siły, które powodują nacisk na tkankę lub zmieniają jej kształt, mogą czasami być korzystne. Normalny rozwój kości często zależy od nacisków wywieranych przez regularny ruch, a nawet grawitację. Zbyt mały nacisk, na przykład podczas podróży kosmicznej lub długotrwałego leżenia w łóżku, może prowadzić do nieprawidłowości kości lub osłabienia. Inne tkanki, takie jak ścięgna i więzadła, mogą również osłabiać się, a powtarzające się stresujące ruchy mogą uszkodzić te struktury. Mechaniczne przyczyny uszkodzeń, oparte na wiedzy o anatomii i fizjologii, są zwykle badane w biomechanice tkanek.

Podczas przeprowadzania analizy biomechanicznej potencjał uszkodzenia można ocenić w zależności od charakteru zdarzeń i sił działających na tkankę. Średni poziom tolerancji dla większości tkanek jest znany. Jednak dla poszczególnych osób wzrost, waga, płeć i wiek mogą być również czynnikami, a także chorobami kości, takimi jak zapalenie kości i stawów. Ocenę uszkodzenia tkanki często przeprowadza się poprzez zebranie szczegółów wypadku i związanych z nim informacji. Wzory urazów można następnie ocenić, a dane można wykorzystać do odtworzenia wypadku i znalezienia przyczyny obrażeń.

Stosując zasady biomechaniki tkanek, można określić warunki obciążenia i określić, w jaki sposób doszło do urazu. Wyniki często porównuje się ze znanymi wzorami obrażeń, a także z poziomami tolerancji już określonymi dla poszczególnych tkanek. Analiza tkanki kostnej może obejmować wiedzę na temat budowy elementów szkieletowych. Podział kości na coraz mniejsze części, w tym włókna kolagenowe i małe kanały, może pomóc w analizie medycznej i biomechanicznej.

Tkanka mięśniowa, a także struktury ścięgien zazwyczaj mają elementy włókniste, które przyczyniają się do ich siły. Ścięgna są zwykle dzielone na kolejne mniejsze włókna, które są wykonane z mikroskopijnych pasm kolagenu. Biomechanika tkanek może być również wspomagana przez substancje takie jak wapń i enzymy wzrostowe. Specjaliści medyczni często biorą to pod uwagę przy przeprowadzaniu przeszczepów kości, naprawianiu rozdartych więzadeł i pomocy w gojeniu innych uszkodzonych tkanek.