















Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
Asignatura: Biomecànica, Profesor: Lluís Rueda, Carrera: Podologia FUB, Universidad: UAB
Tipo: Apuntes
1 / 23
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
















Biomecànica
Biofísica
Conceptes Físics
Objectius de la Biomecànica
* Concepte biomecànic del cos humà S’entén com un conjunt de sòlids – rígids articulars.
Característiques
a) En un moviment de translació la velocitat que experimenta totes les partícules que l’integren és la mateixa.
Cinemàtica
Moviments
Lleis de Newton
Conceptes físics · Moment de força Es la capacitat que te una força de produir una rotació Els músculs generen moments de força sobre els segments corporals
El valor del moment depèn de 3 factors 1 la magnitud de la força aplicada 2 la distancia entre el punt d’aplicació de la força i el centre de l’eix a través del qual es produeix el moviment. Braç de palanca 3 l’angle d’incidència de la força
M= F · d · sin a d braç de palanca
Com + llarg el braç de palanca + costa aguantar la força Ex: fer peses, es + fàcil amb el braç prop del cos que estirat
a) L’eix de rotació passa per el centre de moviment i es perpendicular al pla determinat per la força i el centre de rotació b) El sentit de la rotació es el que es deriva del sumatori de forces, per tant es el resultat
Sumatori de forces: pes de la cama, pes del peu , força de reacció, força d’acció (acció muscular)
c) Un moment de força s’equilibra amb un altre moment de força, d’igual intensitat l’únic que en sentit contrari d) Si no es produeix rotació, no es genera moviment
· Parells de força Dos forces paral·leles, de la mateixa intensitat i de sentit contrari determinen un parell de forces
El moviment que resulta es una rotació del cos sobre si mateix. Es genera un moment de forces. Rotació constant
El moviment es el mòdul de la força per el radi de la circumferència
α sempre es 90º m 1 = fn · R
Per tant el valor del moment es directament proporcional al braç de palanca
Característiques dels parells de forces
a) L’eix es perpendicular al pla b) Puc desplaçar el parell de forces com vulgui c) Un parell es positiu si va en sentit de les agulles del rellotge i es negatiu si va en sentit contrari d) Un parell de forces s’equilibra amb un altre parell de forces
Ex: Inici del moviment xoc ossi (fèmur – tíbia)
Treball realitzat per un parell de forces El treball realitzat per un parell es el producte de la força per la distancia recorreguda.
T= F· d recorreguda
· Palanques i politges En el cos humà trobem diversos sistemes facilitadors del moviment. Entre aquests, podem citar les palanques i les politges
Palanques Màquina simple que te per objecte equilibrar o desplaçar una força (resistència) mitjançant una altre força (potencia)
a) Tipus I. Palanca amb un punt de recolzament entre la potencia i la resistència S’anomena palanca de primer gènere es una palanca d’equilibri
Mf = F · df MR= fr · dr Mf = MR FF · df = FR · dr
Formula d’equilibri Mf = Mr Cap ex. de palanca de 1r gènere
Fregaments Si la superfície d’un cos rellisca sobre un altre, cada cos exerceix sobre l’altre una força de fregament
Aquesta força aplicada a cada cos, es paral·lela a les superfícies de contacte i de sentit contrari al desplaçament
Existeix una constant: μ El seu valor depèn de la superfície a considerar
Característiques del fregament: a) No depèn de l’extensió de les superfícies en contacte b) Depèn de la naturalesa de les superfícies en contacte c) Es independent de la velocitat relativa de les superfícies d) Es proporcional a la pressió que hi ha entre els dos cossos
Ex. Entre estructures tendinoses amb estructures fibroses ( per ex., la musculatura pre-tibial i els retinacles)
Ex: articulacions zona migtarsiana, les lesions les trobem quan augmenta la pressió, per exemple, els peroneos laterals amb un valguisme
Estructura òssia – Arquitectura humana
La seva constitució s’entén pel principi d’estructura (propietat universal dels éssers vius d’estar formats per una matèria activa i una matèria passiva) Todos los seres vivos tiene que tener esta dualidad de materia para mantenerse de pie y moverse La combinació entre ambdós matèries proporcionen l’equilibri Mat. Passiva ossos,art (aguantar sense gast energètic) Mat. Activa músculs Per tant, direm que el peu representa una agrupació de formes birresistents (capacitat per suportar esforços de tensió i compressió)
Una agrupació de formes birresistents necessita elements de diferent naturalesa i una irregularitat de formes. En un peu ens trobem pilars que estan contínuament suportant carregues i pilars que només suporten carregues de vegades
Pilars calcani, metas Pilars intermitjos falanges, apofisi estiloide
Aquest tipus d’agrupacions presenten solucions de continuïtat de la forma , i requereixen elements intermiitjos (falanges,apofisi estiloide) entre pilars estructurals
La irregularitat de forma i d’elasticitat d’estructures del peu, el converteix en una estructura de deformació irregular
Això provocarà reaccions d’empremta o reacciones de empuje, son las fuerzas que realiza el suelo sobre el pie nos ayudan a caminar provocando desequilibrios secuénciales. Cada vez que caminamos aplicamos una fuerza al suelo y este nos devuelve otra.
Les estructures biresistentes pueden ser: Pseudoelasticas soportan bien un tipo de esfuerzo el otro lo soportan menos Elásticas soportan los tipos de esfuerzo por igual (se deforman i recuperaran su estado inicial)
Les funciones del peu depenen de la seva constitució estructural
Funcions del peu: 1 - Consistència sobretot gràcies a l’estructura òssia 2 - Elasticitat, gràcies a les estructures fibroelastiques ,articulacions i lligaments 3 - Força capacitat de generar força (músculs)
Elasticitat: capacitat que presenta un cos a ser deformat per l’aplicació d’una força i recuperar la seva forma inicial quan cedeix la força aplicada
ε deformación
σ esfuerzo
E = mòdul de young, seria la pendent, valor numèric que ens defineix la elasticitat
Dentro del diagrama tendremos: Una zona elástica: el cuerpo mantiene su morfología inicial, nos define la elasticidad del cuerpo Limite elástico si se supera el limite elástico el cuerpo no recuperara su forma inicial Cedencia Zona plàstica con poco aumento de la fuerza se deforma mucho mas, a perdido sus cualidades elásticas
Mòduls mes petits, materials elàstics Mòduls mes grans, materials menys elàstics
La relació entre la deformació i l’esforç es directament proporcional Llei de hooke per estiraments longitudinals
En elongacions longitudinals, la deformació que pateix un material es directament proporcional a la força aplicada A + força + estirem un material L= longitud
Els ossos es comporten com a elements mecànics estructurals, i deuen la seva funcionalitat, en gran part, a la seva morfologia. Si varia el disseny de l’os també la seva funció
Els ossos tenen elasticitat baixa per augmentar la capacitat elàstica s’envolten d’elements elàstics, s’associen entre ells mitjançant articulacions per fer un treball en cadena i millorar propietats elàstiques
Tipus d’esforços
Sòlid rígid li apliquem una força sobre un punt diferent del centre de masses obtenim una rotació. Si es sobre el centre de masses obtenim una translació. Torsió 2 forces en sentit contrari. I si apliquem un moviment lineal obtenim una translació
Els solids-rigids que conformen el conjunt del cos estan sotmesos a moviment rotacionals, a través dels eixos articulars. El moviment rotacional es el moviment normal que trobem al cos humà, els altres condueixen a la lesió
Propietats fisiològiques de l’os a) Suport del pes b) Protecció protecció de vísceres c) Moviment múscul genera el moviment sobre un solid-rigid (os) d) Homeostasi mineral (magatzem de calç i fòsfor principalment) e) Capacitat d’hematopoiesi (a la medul·la vermella es fabriquen hematies f) Magatzem de greixos (a la medul·la groga emmagatzema adipocits)
Constitució del teixit ossi a) Matriu a. 25% aigua b. 25%Proteines c. 50% sals minerals b) Cèl·lules c) Teixit conjuntiu
Histologia trobem que l’os compacte es situa a la part superficial, mentre que l’os esponjós el trobem a la part interna
Mentre que l’os compacte es un teixit calcificat i poc elàstic, l’os esponjós es un teixit poc calcificat i elàstic
A l’os esponjós trobem les línies trabeculars es un teixit ossi calcificat que forma lamines. Aquestes lamines de calci formen una matriu entre elles Tot aquest teixit laminar va obtenint a l’espai una orientació tridimensional I es va formant segon les forces que rebi l’os. Les cèl·lules òssies fabriquen més lamines en funció de la carrega que rep l’os ( + carrega + lamines)
Estructura anisotropica es una estructura desordenada que permet a l’os resistir millor a las tensions locals Estructura Isotrópica ordenada i permet un flux de carregues, distribuir-les
La estructura trabecular no es de un sol os sinó que esta formada per el conjunt d’ossos del esquelet que permet la distribució correcta de la carrega
Llei d’economia disminució de pes i un augment de la resistència
La bóveda del cos humà la pelvis, permetrà al cos humà distribuir les carregues i per tant un menor gast energètic
Propietats mecàniques de l’os L’os es un teixit viu
1 - Os compacte 1.1 comportament elàstic el E en direcció longitudinal es aprox. 1.5 vegades el mòdul en direcció transversal , l’os preparat per rebre carrega longitudinal 1.2 l’os es un element preparat per ser mes fort en compressió que en la tracció 1.3 absorció d’energia, l’os es mes dur en situacions de carrega compressiva que en tensiva 1.4 comportament viscoelastic: l’os te H2O i proteïnes, permet que l’os s’adapti als esforços concrets en moments determinats 1.5 plasticitat l’os sotmès a una carrega determinada pers la seva morfologia inicial, es deforma (hallux valgus) 1.6 adaptació a la fatiga la cortical de l’os , la part mes externa quan rep microtraumatismes es va protegint i va acumulant mes calci es va fent mes gruixut per adaptar-se a la fatiga
2 - Os esponjós
2.1Comportament elàstic El E es mes baix que l’os compacte. Mòdul de Young mes baix
2.2 Adaptació estructural L’arquitectura de l’os varia en funció dels esforços aplicats L’organització anisotropica o isotropica varia
2.3 Material Unirresistent Només suporta la compressió els de tracció no
La suma de totes les seves propietats dona l’arquitectura humana
Aquest funcionament global esta facilitat per mecanismes diferents
La disposició normal quan es compleix la orientació i la relació angular, ens permet una funció articular conjunta i mecànicament estable
La desalineació dels eixos articulars provoca un mal funcionament mecànic, i per tant es un mecanisme de lesió
Quan es produeix una desalineació entre eixos articulars, apareixen mecanismes de compensació
Aquests mecanismes tenen com a objectiu recuperar l’estabilitat del conjunt No obstant funcionament articular en cadena es perdrà
Quan es produeix la desalineació de les estructures articulars es produirà un augment de la demanda de treball i es produiran lesions per fatiga mecànica
La desalineació entre els centres de carrega articular provoca lesions microtraumatiques. Lesions microtraumatiques = lesions per fatiga mecànica
Les articulacions formen part d’un conjunt estructural; per això s’hauran de tractar com una peça dins d’una cadena articular ( un engranatge)
Eixos i plans perpendiculars entre si Hi ha moviments que queden continguts en varis plans o en cap de la posició anatòmica, es produeixen en eixos oblics
Articulacions Atenent a morfologia i funcionalitat de les art. del cos humà, s’estableix una classificació
Sinartrosi poca mobilitat, no tenen cartílag articular, formades por teixit fibrós
Amfiartrosi articulacions semi-mobils, tenen base de fibrocartilag
Diartrosi articulacions mòbils, tenen cartílag articular, a mes estan envoltades per una càpsula articular
Sinartrosi Sutura formada per una capa fina de teixit conjuntiu de 2 ossos adjacents, no son mòbils Acaben convertir-se amb el pas del temps en art. sinostosi (unió entre 2 ossos) Articulacions crani
Sindesmosi art. poc mòbils però mes que les sutures. Formades per teixit conjuntiu fibrós que compleix la funció de llig. Però d’una manera menys elàstica. Ex: unió intermetatarsal
Gonfosi unió entre la peça dentaria i la mandíbula
Amfiartrosi Sincondrosi o primàries formades per cartílag hialí. Normalment evolucionen cap a sinostosi Ex. Ossos de la base del crani
Sínfisi o secundaries formades per fibrocartilag. Poden evolucionar cap a sinostosi Ex. Sínfisis púbica, disc intervertebral. Poca mobilitat i que eviti fregament.
Diartrosi Son les art. de mes complexitat estructural, ja que estan dotades de mobilitat Contenen càpsula articular i cartílag articular.
Cartílag articular Te la funció de protegir del fregament Es tracta d’un teixit metabòlicament viu i te una capacitat de reparació limitada. Als 20 anys aprox. deixem de fabricar cartílag
Estructura cartílag 10% vol: condrocits 65% 85% vol: aigua % restant: macromolecules (colagen, glucoproteines, proteines, lipids, fosfolipids)
Els condrocits es troben inmersos en la condroitina (substància fonamental o matriu extracel·lular) Els condrocits sintetitzen els components de la matriu extracel·lular
l’activitat dels condrocits es determina per: factors de creixement i interleucines canvis de pressió hidrostàtica canvis de pressió de l’aigua estimula la formació de condrocits canvis de composició en la matriu
· El cartílag no es presenta vascularitzat ni presenta inervacio. No hi ha transmissió d’informació. No hi ha resposta inmunológica
· Els nutrients arriben per canvis de pressió (difusió)
Cartílag esta organitzat en 3 capes: sup.tangencial, en contacte amb l’espai articular sup. Mitja sup. Profunda en, contacte amb l’os
Sup. Tangencial colagen paral·lel a la superfície, condrocits allargats i paral·lels a la superfície, pocs proteoglicans. 10% - 20% superfície total zona de desacceleració de carrega
Colagen -El colagen esta preparat per suportar esforços de tensió, te una estructura de triple hèlix
Biomecánica del cartílag a) Comportament viscoelastic Bàsicament. El suport de carrega es gràcies a la fase liquida. Al rebre compressió es produeix un efecte de compressió hidràulica b) Resistència al fregament L’estirament de les fibres de col·lagen i el fragament dels proteoglicans minimitzen el fregament articular. Es tracta de la sup. tangencial c) Carrega + fregament En situacions de carrega i fregament es produeix un cisallament, ja que la compressió no permet l’estirament del colagen ni l’adaptació dels proteoglicans, i el teixit es torna mes rígid d) Immobilització articular En períodes d’immobilització llargs, el cartílag es deshidrata i perd les seves qualitats mecàniques. e) Immobilització articular + carrega Si a mes s’aplica una carrega constant, la compressió sobre els condrocits condueix a la mort dels mateixos, i es crea una fibrosi del teixit f) Activitat física La pressió intermitent i modera incrementa el contingut dels proteoglicans ( per l’increment de flux) de manera que augmenta el gruix del teixit g) Canvis per envelliment El cartílag immadur conte mes aigua i mes cèl·lules La concentració de proteoglicans disminueix en l’adult i s’incrementa la de colagen
La càpsula articular es una membrana de doble naturalesa que envolta la articulació la part mes externa es la part mes fibrosa i s’anomena membrana fibrosa la part mes interna es la que s’anomena càpsula sinovial o sinovia
Aquesta sinovia es una estructura viscosa, aquosa i enganxosa i mucosa(aigua, proteïnes), recobreix la articulació però també te invaginacions i penetra dintre de les articulacions, es una mena d’accessori per el cartílag articular. Ajudar a fixar les peçes i disminuir la pressio i el fregament articular. La membrana fibrosa, formada per teixit conjuntiu fibros, proporciona resistencia a la traccio El líquid sinovial aporta amortiguacio hidràulica i la propia nutricio de l’articulacio
Tipus de Diartrosi Artrodies articulacions planes. Permeten petits esllavissaments entre ossos, sense mov. Angular. (Adaptació i elasticitat) Ex: Falques del peu ( donen elasticitat a la volta del peu) Tenen cartilag art. Son estructuralment complexes.
Trocus o trocoides tenen una superfície plana i sobre ela una sup. Circular (rotacions). Presenten mov. rotacionals. Ex. Subastragalina
Troclear Son articulacions d’encaix recíproc. Tenen dos relleus laterals i un central en un extrem i en l’altre una superfície preparada per l’encaix. Permeten mov. de flexo- extensio en un mateix pla sagital. Ex: tibioperoneastragalina
Condilies son articulacions formades per dos condils i una superfície preparada per l’encaix Ex: metatarsofalangiques (Flexio-extensio ABD i ADD )
Sella de muntar son articulacions de sup. El·líptica en les que una superfície es còncava i l’altre convexa. Permet poca mobilitat. Només hi ha 2 en el cos: calcani- cuboidea i trapezi-metacarpiana
Enartrosi tenen una sup. Esfèrica i una còncava. Tenen molta mobilitat, en els tres eixos de l’espai. Ex: coxofemoral
ARTICULACIONS DEL PEU
Les classifiquem: Criteri anatòmic o Criteri funcional
Criteri anatòmic:
Tibio-peronea-astragalina Mov. Troclear, Tipo troclear
Subastragalina formada per unió entre astragal i calcani, tipus trocus, realitza mov. de petites rotacions
Chopart formada per unió calcani- cuboides Tipus sella de muntar i astragal escafoides tipus enartrosi
Escafoides–Falquesunió entre escafoides i cunyes. Tipus artroides (art. planes)
Lisfranc unió entre cuboides, falques i bases metas. Tipus artrodies (art. planes)
Metatarsofalangiques unió entre metas i falanges. Tipus condilies ( Flexió extensió i ABD, ADD)
Interfalangiques unió entre falques. Tipus troclear. Morfològicament son d’encaix recíproc. Funció: flexo-extensio
Criteri funcional
(Eix de Henke eix funcional de l’art migtarsiana)
TPA ( TIBIOPERONEASTRAGALINA) Art. troclear, per tant monoaxial El seu eix funcional es l’eix bimaleolar Mov. flexio-extensio Al tractar-se d’un eix oblic 3 moviments Realitza flexo-extensio ja que la seva morfologia fa que treballi com un frontissa
Subastragalina Doble unió entre astragal i calcani Forma 2 tipus d’articulacions: una part es un trocus i la part + anterior una artrodia que limita el moviment del trocus
La finalitat es la pròpia organització Qualsevol estructura esta sotmesa a la força del pes Per tant hi ha una força de reacció que hauria de quedar compensada però si la base no es regular hi ha desequilibris continus que provoquen forces internes per tal de equilibrar el cos
El eq s’aconseguirà quan el sumatori de forces sigui 0
El diferent comportament mecànic dels diferents materials integrants, possibilita la compensació d’esforços de naturalesa diversa
L’estructura treballa a tres nivells: · recepció de carregues · flux de carregues · transmissió de carregues
Es imprescindible conèixer la forma, la orientació i el comportament mecànic dels elements que integra una estructura, d’aquesta manera puc comprendre el treball d’aquesta estructura
Quins elements d’estabilització hi trobem al peu 1 TPA
1.1 Càpsula articular S’encarrega de limitar la mobilitat de les peces òssies en tots els sentits, evita la luxació de les peces òssies
1.2 l’encaix ossi troclears encaix de tipus recíproc
1.3 encaix dinàmic el peroné permet l’encaix dinàmic de l’art, permet que hi ha una congruència articular quan l’articulació es mou, el peroné en flexió plantar baixa i es tanca per tal de aguantar l’astragal. Flexió dorsal s’obre i permet que encaixi l’astragal, l’encaix es molt millor en la flexió dorsal que plantar
1.4 estructures miotendinoses la seva actuació es molt important en la flexió plantar, ja que en la flexió dorsal l’encaix ossi ja es prou bo.
Els tendons retromaleolars, en flexió plantar, es tensen i limiten el moviment medio- lateral de l’astragal ( Peroneos, tibial posterior , flex llarg del 1r dit) Els peroneos empenten al peroné. Ajuden al desplaçament del peroné
1.5 pes corporal el propi pes estabilitza l’articulació perquè es de orientació vertical per tant queda comprimida
1.6 Lligaments l’estabilització mitjançant la naturalesa elàstica
Tibio-peroneo-anterior; manté la pinça bimaleolar unint als dos ossos per la part anterior. Funció: limita el desplaçament ascendent
Tibio-peroneo-posterior: la seva porció superficial estabilitza la pinça per la part posterior La seva porció profunda es la que anomenem lligament transvers va per dintre de l’art. es una porció del tibioperoneo posterior, fa de labrum o lligament fibrós i dona congruència articular
LLig. Lat ext: Peroneo astragali anterior Peroneo calcani posterior Peroneo astragali posterior ( tenen unes fibres que entren a la art. línia intermaleolar o patutet )
Llig. Lat intern: Mes que dos porcions tindria dues capes una mes superficial i una mes profunda La superficial seria el llig. Deltoideo, i una profunda de menys extensió i mes fibrosa fixa mes l’articulació ( te menys moviment que el llig.deltoideo)
1.7 Retinacles Son uns engruiximents de la fascia que envolten les estructures tendinoses, Donen certa fixació a les peces òssies i estabilitzen els tendons , ajuda a que sigui efectiva la força del tendó
2 Subastragalina 2.1 càpsula articular: limita el moviment en tots els sentits 2.2 pes del propi cos 2.3 el encaix ossi en forma de trocus i artrodia proporciona un bon encaix 2.4 estructures miotendinoses al tractar-se d’una art. que treballa a compressió i que conté 2art, la funció muscular te menys protagonisme 2.5 lligaments interossi calcani-astragal es troba al sinus del tars, Astragal- calcani lateral es un accessori Astragal – calcani – medial Astragal- calcani –posterior ens fixa i estabilitza astragal
3 Chopart
L’art de chopart no te una estructura vertical no esta dintre d’aquest eix de carrega, la seva orientació esta horitzontal al eix de carrega per tant esta sotmesa a mes pressions
3.1 encaix ossi El bon encaix ossi entre calcani i cuboides (sella de muntar) dona estabilitat a la zona, limitant el desplaçament de les peces òssies
3.2 estructures miotendinoses La musculatura intrínseca actua estabilitzant el conjunt del migpeu, aportant cohesió entre els ossos, evitant la depressió dels mateixos. També la fascia plantar col·labora en la tasca de compactació de migpeu
Hay que destacar el trabajo del peroneal largo i el tibial posterior van a ser importantes porque llegan uno por cada lado i envían extensiones hacia la planta de manera que abrazan el pie
3.3 lligaments Calcani – escafoides plantar (Spring lligament) Es un lligament molt important en l’estabilització durant la marxa i recull la caiguda de l’astragal Astragal – escafoides dorsal ayuda a mantener la posición del escafoides Astragal –escafoides medial Calcani- cuboides dorso-lateral