Vad är vävnadsbiomekanik?

Tissue biomechanics är studien av hur olika delar av människokroppen, såsom ben, senor och muskler, reagerar på externa krafter. Forskare har analyserat de mekaniska egenskaperna hos dessa vävnader, som vanligtvis tål en viss nivå av kraft innan de skadas. Genomsnittlig toleransnivå har uppskattats för var och en, som ofta har hjälpt till i många olika studier. Rörelse, kraft och acceleration av frisk vävnad kan träffa specifika nivåer och orsaka antingen plötsliga skador eller försämring som kan uppstå över tid. Tissue biomechanics används ofta för att bestämma hur en skada ägde rum eller för att bedöma livskraften hos protesapparater eller medicinska implantat.

Krafter som orsakar spänning på vävnad eller som gör att den ändrar form kan faktiskt vara till nytta ibland. Normal benutveckling beror ofta på tryck som utövas av regelbunden rörelse och till och med tyngdkraften. För lite tryck, till exempel under rymdresa eller långvarig säng vila, kan leda till benavvikelser eller försvagning. Andra vävnader såsom senor och ligament kan också försvagas, medan upprepade stressande rörelser kan skada dessa strukturer. De mekaniska orsakerna till skador, baserade på kunskap om anatomi och fysiologi, studeras vanligtvis inom vävnadsbiomekanik.

Vid genomförande av biomekanisk analys kan potentialen för skada bedömas beroende på typen av händelser och krafter som verkar på vävnaden. En genomsnittlig toleransnivå för de flesta vävnader är känd. För enskilda personer kan emellertid höjd, vikt, kön och ålder också vara faktorer, såväl som bentillstånd som artros. Utvärdering av skador på vävnad görs ofta genom att samla in detaljerna om en olycka och information relaterad till den. Mönstren för skador kan sedan utvärderas, medan data kan användas för att rekonstruera olyckan och hitta en orsak till skadan.

Genom att använda vävnadsbiomekanikprinciper kan belastningsförhållandena definieras, och hur en skada ägde rum kan bestämmas. Resultaten jämförs ofta med kända skademönster, såväl som de toleransnivåer som redan definierats för specifika vävnader. Analys av benvävnad kan inkludera kunskapen om hur skelettkomponenter konstrueras. Uppdelningen av ben i mindre och mindre delar, inklusive kollagenfibrer och små kanaler, kan hjälpa till med medicinsk och biomekanisk analys.

Muskelvävnad såväl som senstrukturer har typiskt fibrösa element som bidrar till deras styrka. Senor delas vanligtvis upp i mindre fibrer som är gjorda av mikroskopiska kollagensträngar. Vävnads biomekanik kan också stödjas av ämnen som kalcium och tillväxtenzymer. Medicinska specialister tar ofta hänsyn till dessa vid utförande av bentransplantat, fixering av trasiga ligament och hjälper till att läka andra skadade vävnader.