Что такое биомеханика кости?

Наука, которая исследует эффекты движения и различные силы, действующие на организм, как внутри, так и снаружи, называется биомеханикой. Биомеханика кости исследует динамику и последствия, или как кости реагируют, когда сталкиваются с изменениями. Изменения, которые могут происходить внутри, могут варьироваться от сокращения различных групп мышц, оказывающих давление на кости, до изменений структуры кости, таких как аномальные выпуклости в суставах, возникающие в результате артрита. Внешние силы могут варьироваться от таких вещей, как попытка поднять тяжелый объект до изменений поверхности при ходьбе.

Состав, сила, длина, здоровье и расположение кости внутри тела оказывают влияние на определение биомеханики кости и, следовательно, влияют на ее механическое функционирование. Другими словами, кости в конечностях, или руках и ногах, более устойчивы и быстро приспосабливаются к изменениям, так как они более приспособлены к внутренним и внешним колебаниям, чем кости, расположенные глубже внутри тела, такие как ребра. Кости с большей плотностью, такие как бедренная кость или бедренная кость, лучше противостоят стрессорам, чем более мелкие, более тонкие кости, обнаруженные в руке или ноге, и, следовательно, с меньшей вероятностью могут получить травму из-за чрезмерного стресса.

Целостность кости также играет важную роль в биомеханике кости, которая состоит из нескольких различных типов тканей. Эта структура включает компактную кость, также известную как упрочненная внешняя оболочка, а также губчатую ткань, более мягкую, несколько «воздушную» ткань внутри компактной кости, где расположены такие структуры, как кровеносные сосуды и костный мозг. Большая часть твердой структуры кости называется костной матрицей. Повреждение костного матрикса может наблюдаться при определенных травмах, состояниях здоровья или может происходить естественным образом с возрастом тела, может снизить общее единство кости и уменьшить ее способность реагировать на постоянные изменения. Это нарушение, обычно в форме микротеаров или крошечных трещин на поверхности кости, может ослабить ее целостность и увеличить вероятность переломов или переломов костей, когда на нее накладывают стрессовые факторы.

С другой стороны, биомеханика кости или ее способность реагировать на изменения зависят от способности кости постоянно обновлять или воспроизводить новые клетки, механизм, называемый ремоделированием. Этот процесс может существенно помочь в восстановлении поврежденных костных клеток и зависит от определенного количества стресса в виде мышечных сокращений и изменения нагрузки или силы, приложенной к кости. Например, когда биомеханика кости в ноге изменяется вследствие перелома, начальный процесс заживления обычно требует, чтобы конечность не прикладывала к ней какую-либо силу. Когда кость начинает заживать, для восстановления кости может потребоваться определенное количество веса.