“La biomecánica del trauma utiliza principios de física para explorar la respuesta del cuerpo humano a las fuerzas aplicadas que producen la falla de los tejidos”

El cuerpo humano está expuesto a cargas mecánicas a lo largo de su vida. Además de los campos de fuerza naturales como la gravedad o artificiales como los campos electromagnéticos de comunicaciones que transfieren energía eficazmente a distancias, existe una gran variedad de fuerzas que actúan sobre el cuerpo humano a partir de los contactos con el entorno. Además, se generan numerosas fuerzas en el curso de los procesos fisiológicos dentro del cuerpo en los diferentes órganos y tejidos. A lo largo de la evolución, todas las formas de vida adaptaron su fisiología a las interacciones mecánicas; y algunos sistemas incluso requieren la influencia de las fuerzas, por ejemplo, la remodelación ósea.

“La biomecánica se dedica al análisis, medición y modelización de los efectos que se observan bajo las diversas situaciones de carga mecánica principalmente en humanos, pero también en animales y plantas”

En un enfoque cuantitativo el rango de fuerzas de interés es enorme. Las fuerzas internas pueden originarse por la acción de moléculas, fibras contráctiles a nivel celular o músculos a escala macroscópica, además, las presiones y gradientes pueden ser generadas por flujos de fluidos biológicos o procesos de transporte incluyendo la ósmosis. Las fuerzas externas, a su vez, que ocurren en la vida cotidiana pueden abarcar una extensión prácticamente ilimitada. En consecuencia, las fuerzas de interés en la biomecánica cubren típicamente un rango de pN a MN (las fuerzas más bajas o superiores, respectivamente, apenas se consideran debido a la falta de efecto biológico en el lado inferior o la devastación completa en el superior), y pueden variar con el tiempo dentro de picosegundos a años.

Métodos en biomecánica traumatológica

El trabajo en biomecánica traumatológica está sujeto a una serie de limitaciones que son menos estrictas o incluso totalmente ausentes en otros campos de las ciencias. En primer lugar, se excluyen los experimentos que impliquen situaciones de carga con humanos que sean propensas a causar lesiones. En segundo lugar, los modelos animales son de uso limitado debido a la dificultad de escalar eventos de trauma de manera confiable desde animales hacia arriba o hacia abajo hasta los humanos. La representatividad cuestionable con respecto a la biomecánica humana a pesar de cierta similitud, además, el costo y, sobre todo, las consideraciones éticas junto con la conciencia pública limitan sin embargo tales experimentos a circunstancias especiales hoy en día. En consecuencia, los métodos aplicados en la biomecánica del trauma son en gran medida indirectos e incluyen principalmente enfoques basados en:

1. Estadísticas y bases de datos

2. Conceptos básicos de biomecánica

a. Mecánica de medios continuos

b. Ecuaciones dinámicas

c. Ecuaciones constitutivas

3.     Propiedades constitutivas de los tejidos biológicos

a. Tejido duro; hueso

b. Tejidos blandos; alta variabilidad

4.     Mecánica de células y tejidos (Avanzado)