F&F - Biomecánica para Trauma
Las lesiones son posiblemente uno de los problemas de salud menos reconocidos que enfrenta la sociedad. Los peligros potenciales de lesiones existen en todas partes en nuestros entornos diarios, incluidos el lugar de trabajo, el hogar, el transporte y los entornos deportivos y recreativos. Sólo a partir de lesiones relacionadas con el tráfico, la Organización Mundial de la Salud estima que 1,2 millones de personas mueren cada año en todo el mundo y hasta 50 millones resultan heridas o discapacitadas. Los gastos asociados, la pérdida de productividad, los costos legales y médicos resultantes de estas lesiones y muertes son asombrosos. Y lo que es más importante, las pérdidas personales resultantes de lesiones graves y muerte son incalculables. Si bien este trauma a menudo resulta de eventos catastróficos que se consideran accidentes, los mecanismos de estas lesiones son comprensibles y prevenibles.
“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)