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Biomecânicadas lesões músculosqueléticas
Prof. Cesar Martins
Faculdade de Medicina Universidade de Passo Fundo
“É a avaliação de um fenômeno biológico, do ponto de vista mecânico, com a visão de identificar os mecanismos responsáveis pelo fenômeno.”
Biomecânica
John H. Challis, 2001.
Biomecânica
Entender como as pessoas se movem.(biomecânica externa)
Melhorar a performance em atletasAvaliar a marcha e melhorar a qualidade de vida
Ramos da Biomecânica
Cardiovascular e respiratóriaTraumaOrtopédicaReabilitaçãoCelularEsporteMúsculoesquelética
Objetivos da BiomecânicaReduzir o risco de lesões
Aprimorar a técnicaCalçadosÓrteses e “braces”Movimentos “mais fisiológicos”
Setor automobilístico
FraturasColisão
Objetivos da BiomecânicaEstudo da propriedade dos materiais
(biomecânica interna)
Tendões, ligamentos, cartilagem e ossosResistência dos tecidosPropriedades estruturais
Qual enxerto tem a resistência necessária paracerta utilização ???
Enxerto para o ligamento cruzado anterior
Forças e Alavancas
Aplicamos Força quando empurramos ou puxamos algo.
Alavanca é basicamente uma estrutura rígida utilizada com um ponto fixo apropriado para multiplicar a força mecânica.
Alavanca
ForçasA força pode produzir 3 tipos de movimentos:
Rotação:Giro através
do centro
Translação:Deslocamento
do ponto Apara ponto B
Deformação:Altera a forma de um corpo
Gravidade
É a principal força agindo em todas as pare do corpo.
O centro de gravidade pode ser definido como o ponto em que todas as partes do corpo estão em equilíbrio
O centro de gravidade do homem está a 57% da altura na posição em pé e da mulher a 55% da altura
(elas tem mais massa nos quadris, abaixa o centro).
Regra geral: localizado ligeiramente abaixo da cicatriz umbilical, posterior a ela.
Equilíbrio e Estabilidade
A probabilidade de manter o equilíbrio é aumentada quando o centro de gravidade é abaixada em relação a base de suporte.
Assim que partes do corpomovem para longe do centro de gravidade, a probabilidade de manter o corpo estável é mover outras partes para compensar.
Este atleta cairia se não abrisseos braços e inclinasse o troncopara cima.
Equilíbrio e Estabilidade
Alavancas
Consiste de 3 partes:ResistênciaEsforçoFulcro ou “Pivô”
AlavancasFunções:
Ampliar a resistência que pode ser movida com determinado esforço.
Aumentar a velocidade na qual um objeto move com determinada força.
3 classes
AlavancasPrimeira classe
Fulcro no meio
AlavancasSegunda classe
Força
Resist. FulcroFulcro no final
AlavancasTerceira classe
Fulcro no final, mas a força entre o fulcro e resistência
Torque
É uma força no sentido de um giro.
Força excêntrica produzmovimento em giro.
Torque – movimentoangular
Como produzir um topspin oubacksin??
Resistência dos Materiais
Ligamentos, ossos, cartilagem, tendões, etc...
Resistência É a força máxima que um corpo pode suportar antes da falência.
Ligamento Cruzado Anterior
Resistência
Resistência É a força máxima que um corpo pode suportar antes da falência.
Módulo da Resistência ou Módulo de Young
Biomecânica Básica
Deformação ElásticaDeformação PlásticaEnergia absorvidapara ruptura
Forç
a-N
Deslocamento - mm
PlásticaElástica
Energia Absorvida
Biomecânica Básica
Limite de escoamentoCarga máxima pararuptura
Dúctil (flexível)Frágil (quebradiço)Duro - rígido - resistente
Energia Absorvida
Forç
a-N
Deslocamento - mm
PlásticaElástica
Limite de escoamento
Carga máxima
Cinco solicitações que agem nos tecidos
Cisalhamento
FlexãoTorção
Compressão
Tração
Mecânica da Fratura
Tencer. Biomechanics in OrthopaedicTrauma, Lippincott, 1994.
Força e àrea pequenas
Força e Àrea Grandes
Força Grande e Àrea Pequena
Força de Tração: fratura transversa
ou avulsão
Força de Flexão:
Fratura Angulada ou Asa de Borboleta
Força Torsional
Compressão:
Fratura Oblíqua
Combinação de Cargas
Alguns Artigos a respeito da Resistência Tecidual
Mecânica Óssea
Densidade ósseaSutil mudança na densidadeóssea = grandes mudançasem sua resistência.
Densidade óssea depende de:
•Doenças•Uso•Desuso
Força x Alongamento Relativo
Browner et al., Skeletal Trauma 2nd Ed. Saunders, 1998.
Idade x Massa Óssea
“Alcançar o máximo de massa óssea na adolescência/fase adulto jovem é crucial
para reduzir os efeitos da perda óssea e reduzir o risco de fraturas quando idoso.”
Kaplan et al., Orthop Basic science, 1994.
Diferenças massa óssea entre os sexos
Mechanical properties of tendons and ligaments II. The relationships of immobilisation and exercise on
tissue remodeling.
Woo, S. L-Y et al. (1982) Biorheology 19: 397-408
A força para ruptura do ligamento colateral medial de coelhos reduziu em 66% quando submetidos a 9 semanas de imobilização do joelho com gesso.
Gráfico da Força x Alongamento Relativo
Estudo Biomecânico
Qual o Efeito dos ligamentos córacohumerais e capsulares na estabilidade glenoumeral?
Malicky, D.M. et al. (1996) JOR 14: 282-288
Teste biomecânico em cadáver humano
O principal estabilizador glenoumeral em abdução e
rotação externa:
- ligamento glenoumeral inferior
Arthroscopy, 2010.32 tibias bovinas4 diferentes parafusos 8, 9, 10 e 11 mmEnxerto: aquiles bovinoNenhuma diferença estat.
Relevância clínica: parafuso de interferência dá uma adequada fixação de enxerto de partes moles
p= 0,45Colocado na máquina de testes de materiais
Biomecânica básica - 4. ed. / 2005 - ( Livros ) - Acervo 91934HALL, Susan J.. Biomecânica básica. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. 509 p.
Biomecânica - 1. ed. / 2009 - ( Livros ) - Acervo 99453DUARTE, Mario Sergio. Biomecânica. 1. ed. Nova Odessa: Napoleão, 2009. 379 p.
Bases biomecânicas do movimento humano /1999 - (Livros ) -Acervo 46106HAMILL, Joseph; KNUTZEN, Kathleen M.. Bases biomecânicas do movimento humano. São Paulo: Manole, 1999
Perguntas ??