ชีวกลศาสตร์ของเนื้อเยื่อคืออะไร?

ชีวกลศาสตร์ของเนื้อเยื่อเป็นการศึกษาว่าส่วนต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์เช่นกระดูกเส้นเอ็นและกล้ามเนื้อตอบสนองต่อแรงภายนอก นักวิจัยได้วิเคราะห์คุณสมบัติเชิงกลของเนื้อเยื่อเหล่านี้ซึ่งโดยปกติสามารถทนแรงได้ในระดับหนึ่งก่อนที่จะถูกทำลาย ระดับความอดทนเฉลี่ยได้รับการประเมินสำหรับแต่ละคนซึ่งมักจะได้รับความช่วยเหลือในการศึกษาที่แตกต่างกัน การเคลื่อนไหวแรงและการเร่งความเร็วของเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีสามารถเข้าสู่ระดับที่เฉพาะเจาะจงและก่อให้เกิดความเสียหายอย่างฉับพลันหรือการเสื่อมสลายที่สามารถเกิดขึ้นได้ ชีวกลศาสตร์ของเนื้อเยื่อมักถูกใช้เพื่อกำหนดวิธีการบาดเจ็บที่เกิดขึ้นหรือเพื่อประเมินความมีชีวิตของอุปกรณ์เทียมหรือการปลูกถ่ายทางการแพทย์

แรงที่ทำให้เกิดความเครียดกับเนื้อเยื่อหรือทำให้รูปร่างเปลี่ยนแปลงอาจมีประโยชน์ในบางครั้ง การพัฒนากระดูกปกติมักขึ้นอยู่กับแรงกดดันที่กระทำโดยการเคลื่อนไหวปกติและแม้แต่แรงโน้มถ่วง แรงกดดันที่น้อยเกินไปเช่นในระหว่างการเดินทางในอวกาศหรือการนอนพักเป็นเวลานานอาจทำให้กระดูกผิดปกติหรืออ่อนแรงลง เนื้อเยื่ออื่น ๆ เช่นเอ็นและเอ็นสามารถอ่อนตัวลงได้ในขณะที่การเคลื่อนไหวที่เครียดซ้ำ ๆ สามารถทำลายโครงสร้างเหล่านี้ได้ สาเหตุเชิงกลของความเสียหายขึ้นอยู่กับความรู้ทางกายวิภาคและสรีรวิทยามักจะศึกษาในกลชีวกลศาสตร์ของเนื้อเยื่อ

ในขณะที่ทำการวิเคราะห์เชิงชีวกลศาสตร์นั้นสามารถประเมินความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้โดยขึ้นอยู่กับลักษณะของเหตุการณ์และแรงที่กระทำต่อเนื้อเยื่อ ระดับความอดทนเฉลี่ยสำหรับเนื้อเยื่อส่วนใหญ่เป็นที่รู้จักกัน อย่างไรก็ตามสำหรับคนแต่ละคนความสูงน้ำหนักเพศและอายุก็อาจเป็นปัจจัยเช่นเดียวกับภาวะกระดูกเช่นโรคข้อเข่าเสื่อม การประเมินความเสียหายของเนื้อเยื่อมักทำโดยรวบรวมรายละเอียดของอุบัติเหตุและข้อมูลที่เกี่ยวข้อง สามารถประเมินรูปแบบการบาดเจ็บในขณะที่สามารถใช้ข้อมูลเพื่อสร้างอุบัติเหตุขึ้นใหม่และค้นหาสาเหตุของการบาดเจ็บได้

ด้วยการใช้หลักการชีวกลศาสตร์ของเนื้อเยื่อสามารถกำหนดเงื่อนไขการบรรทุกและวิธีการบาดเจ็บที่เกิดขึ้นได้ ผลการวิจัยมักจะถูกเปรียบเทียบกับรูปแบบของการบาดเจ็บที่รู้จักเช่นเดียวกับระดับความอดทนที่กำหนดไว้สำหรับเนื้อเยื่อเฉพาะ การวิเคราะห์เนื้อเยื่อกระดูกสามารถรวมความรู้เกี่ยวกับวิธีการสร้างองค์ประกอบโครงกระดูก การแบ่งกระดูกออกเป็นส่วนย่อยและขนาดเล็กรวมถึงเส้นใยคอลลาเจนและลำคลองขนาดเล็กสามารถช่วยในการวิเคราะห์ทางการแพทย์และชีวกลศาสตร์

เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อรวมทั้งโครงสร้างเอ็นมักจะมีองค์ประกอบเป็นเส้น ๆ ที่นำไปสู่ความแข็งแรง เส้นเอ็นมักถูกแบ่งออกเป็นเส้นใยเล็ก ๆ ที่ทำจากคอลลาเจนด้วยกล้องจุลทรรศน์ ชีวกลศาสตร์เนื้อเยื่อสามารถได้รับความช่วยเหลือจากสารต่างๆเช่นแคลเซียมและเอนไซม์การเจริญเติบโต ผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์มักคำนึงถึงสิ่งเหล่านี้เมื่อทำการผ่าตัดปลูกถ่ายกระดูกยึดเอ็นฉีกขาดและช่วยรักษาเนื้อเยื่อที่เสียหายอื่น ๆ