Jaka jest biomechanika kości?

Nauka badająca efekty ruchu i różne siły wywierane na organizm, zarówno wewnętrznie, jak i zewnętrznie, nazywana jest biomechaniką. Biomechanika kości bada dynamikę i konsekwencje, czyli sposób, w jaki kości reagują na zmiany. Zmiana, która może wystąpić wewnętrznie, może obejmować skurcz różnych grup mięśni wywierających nacisk na kości do zmian w strukturze kości, takich jak nieprawidłowe wybrzuszenia stawów wynikające z zapalenia stawów. Siły zewnętrzne mogą wahać się od takich rzeczy, jak próba podniesienia ciężkiego przedmiotu do zmian powierzchni podczas chodzenia.

Skład, wytrzymałość, długość, zdrowie i położenie kości w organizmie mają wpływ na określenie biomechaniki kości, a tym samym wpływają na jej mechaniczne funkcjonowanie. Innymi słowy, kości kończyn lub rąk i nóg są bardziej odporne i szybko przystosowują się do zmian, ponieważ są bardziej przyzwyczajone do wewnętrznych i zewnętrznych wahań niż kości położone głębiej w ciele, takie jak żebra. Kości o większej gęstości, takie jak kość udowa lub udowa, są bardziej odporne na stresory niż mniejsze, cieńsze kości dłoni lub stopy, a zatem są mniej podatne na urazy spowodowane nadmiernym stresem.

Integralność kości odgrywa również ważną rolę w biomechanice kości, która składa się z kilku różnych rodzajów tkanki. Ta struktura obejmuje zwartą kość, zwaną inaczej utwardzoną skorupą zewnętrzną, a także tkankę gąbczastą, bardziej miękką, nieco „przewiewną” tkankę wewnątrz zwartej kości, w której znajdują się struktury takie jak naczynia krwionośne i szpik kostny. Większość litej struktury kości nazywana jest macierzą kostną. Uszkodzenie macierzy kostnej może wystąpić w przypadku pewnych urazów, stanów zdrowia lub może wystąpić naturalnie wraz ze starzeniem się organizmu, może zmniejszyć ogólną jedność kości i zmniejszyć jej zdolność do reagowania na ciągłe zmiany. To upośledzenie, zwykle w postaci mikrorozdarcia lub drobnych pęknięć na powierzchni kości, może osłabiać jej integralność i zwiększać ryzyko złamań lub złamań kości, gdy zostaną na nią umieszczone stresory.

Z drugiej strony biomechanika kości, czyli jej zdolność do reagowania na zmiany, opiera się na zdolności kości do ciągłego odnawiania się lub reprodukcji nowych komórek, mechanizmu zwanego przebudową. Proces ten może zasadniczo pomóc w naprawie uszkodzonych komórek kostnych i jest zależny od pewnego stresu w postaci skurczów mięśni i zmiany obciążenia lub siły wywieranej na kość. Na przykład, gdy biomechanika kości w nodze jest zmieniona przez złamanie, początkowy proces gojenia zwykle wymaga, aby kończyna nie była poddawana działaniu żadnej siły. Gdy kość zaczyna się goić, konieczne może być obciążenie kości, aby kość mogła się odbudować.