Biomecânica das lesões músculosqueléticas Prof. Cesar Martins Faculdade de Medicina Universidade de Passo Fundo Biomecânica “É a avaliação de um fenômeno biológico, do ponto de vista mecânico, com a visão de identificar os mecanismos responsáveis pelo fenômeno.” John H. Challis, 2001. Biomecânica Entender como as pessoas se movem. (biomecânica externa) Melhorar a performance em atletas Avaliar a marcha e melhorar a qualidade de vida Ramos da Biomecânica Cardiovascular e respiratória Trauma Ortopédica Reabilitação Celular Esporte Músculoesquelética Objetivos da Biomecânica Reduzir o risco de lesões Aprimorar a técnica Calçados Órteses e “braces” Movimentos “mais fisiológicos” Setor automobilístico Colisão Fraturas Objetivos da Biomecânica Estudo da propriedade dos materiais (biomecânica interna) Tendões, ligamentos, cartilagem e ossos Resistência dos tecidos Propriedades estruturais Qual enxerto tem a resistência necessária para certa 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 Forças A força pode produzir 3 tipos de movimentos: Rotação: Giro através do centro Translação: Deslocamento do ponto A para 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. Equilíbrio e Estabilidade Assim que partes do corpo movem para longe do centro de gravidade, a probabilidade de manter o corpo estável é mover outras partes para compensar. Este atleta cairia se não abrisse os braços e inclinasse o tronco para cima. Alavancas Consiste de 3 partes: Resistência Esforço Fulcro ou “Pivô” Alavancas Funções: Ampliar a resistência que pode ser movida com determinado esforço. Aumentar a velocidade na qual um objeto move com determinada força. 3 classes Alavancas Primeira classe Fulcro no meio Alavancas Segunda classe Força Resist. Fulcro no final Fulcro Alavancas Terceira classe Fulcro no final, mas a força entre o fulcro e resistência Torque É uma força no sentido de um giro. Força excêntrica produz movimento em giro. Torque – movimento angular Como produzir um topspin ou backsin?? 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 Elástica Força - N Deformação Elástica Deformação Plástica Energia absorvida para ruptura Plástica Energia Absorvida Deslocamento - mm Biomecânica Básica Limite de escoamento Dúctil (flexível) Frágil (quebradiço) Duro - rígido - resistente Elástica Força - N Limite de escoamento Carga máxima para ruptura Plástica Energia Absorvida Deslocamento - mm Carga máxima Cinco solicitações que agem nos tecidos Tração Compressão Cisalhamento Torção Flexão Mecânica da Fratura Tencer. Biomechanics in OrthopaedicTrauma, Lippincott, 1994. Força e Àrea Grandes Força Grande e Àrea Pequena Força e àrea pequenas Força de Flexão: Compressão: Fratura Angulada ou Asa de Borboleta Fratura Oblíqua Força de Tração: fratura transversa ou avulsão Força Torsional Combinação de Cargas Alguns Artigos a respeito da Resistência Tecidual Mecânica Óssea Força x Alongamento Relativo Densidade óssea Sutil mudança na densidade óssea = grandes mudanças em sua resistência. Densidade óssea depende de: •Doenças •Uso •Desuso Browner et al., Skeletal Trauma 2nd Ed. Saunders, 1998. Idade x Massa Óssea Diferenças massa óssea entre os sexos “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. Mechanical properties of tendons and ligaments II. The relationships of immobilisation and exercise on tissue remodeling. 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 Woo, S. L-Y et al. (1982) Biorheology 19: 397-408 Estudo Biomecânico Qual o Efeito dos ligamentos córacohumerais e capsulares na estabilidade glenoumeral? Teste biomecânico em cadáver humano O principal estabilizador glenoumeral em abdução e rotação externa: - ligamento glenoumeral inferior Malicky, D.M. et al. (1996) JOR 14: 282-288 32 tibias bovinas 4 diferentes parafusos 8, 9, 10 e 11 mm Enxerto: aquiles bovino Nenhuma diferença estat. Arthroscopy, 2010. Relevância clínica: parafuso de interferência dá uma adequada fixação de enxerto de partes moles Colocado na máquina de testes de materiais p= 0,45 Biomecânica básica - 4. ed. / 2005 - ( Livros ) - Acervo 91934 HALL, Susan J.. Biomecânica básica. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. 509 p. Biomecânica - 1. ed. / 2009 - ( Livros ) - Acervo 99453 DUARTE, Mario Sergio. Biomecânica. 1. ed. Nova Odessa: Napoleão, 2009. 379 p. Bases biomecânicas do movimento humano /1999 - (Livros ) Acervo 46106 HAMILL, Joseph; KNUTZEN, Kathleen M.. Bases biomecânicas do movimento humano. São Paulo: Manole, 1999 Perguntas ??
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