Biomecánica del Cartílago (PDF)

BIOMECÁNICA del CARTILAGO Marie Carmen Valenza  CONTENIDOS Repaso composición Repaso estructura Propiedades biomecánicas - comportamiento general Cambios degenerativos Respuesta a medios?  FUNCION DEL CARTILAGO...

BIOMECÁNICA del CARTILAGO Marie Carmen Valenza  CONTENIDOS Repaso composición Repaso estructura Propiedades biomecánicas - comportamiento general Cambios degenerativos Respuesta a medios?  FUNCION DEL CARTILAGO Distribuye las cargas a través de la articulación, disminuyendo el estrés en las superficies articulares. Permite el movimiento relativo de las superficies articulares de oposición con la fricción mínima. Funciona dentro de una gama de presión de contacto de 2-11 MPa.  01 REPASO COMPOSICIÓN TIPOS DE TEJIDO CARTILAGINOSO Es un tejido conectivo muy denso, las fibras de colágeno se encuentran formando una matriz en los condrocitos. - Hialino - Fibrocartílago - Cartílago Elástico COMPOSICION TISULAR - Células ocupan un 2% de la composición total - Matriz cartilaginosa - 60% a 80% del total del tej. es agua que puede ser exprimida fuera del cartílago cuando este se somete a presión COMPOSICION TISULAR -PG : son agregados de agrecan y acido hialurónico. -60-85% agua (el contenido en agua aumenta con la lesión) - Colágeno tipo II aporta propiedades tensiles, inmobiliza el gel de proteoglicanos - Los proteoglicanos actúan como puentes entre las fibrillas, manteniendo la estructura y las propiedades físicas. COMPOSICION TISULAR Proteoglicano & glicoproteínas - agrecan (condroitin-sulfato, keratan- sulfato, acido hialurónico) - condronectina Fibras extracelulares - f. colágeno - f. elastina COMPOSICION TISULAR Las fuerzas de contacto – entre superficies articulares son imprescindibles para mantener el contenido normal de proteoglicanos en el cartílago.  02 REPASO ESTRUCTURA EVOLUCION ESTRUCTURAL EVOLUCION ESTRUCTURAL Estructura tangencial Estructura tangencial Importancia de la carga como estimulo  Comportamiento mecánico En los puntos de máxima presión las fibras de colágeno están más apretadas. Movimientos de cizallamiento  03 COMPORTAMIENTO BIOMECANICO GENERAL COMPORTAMIENTO BIOMECANICO GENERAL Material bifásico ANISOTROPO La diferente orientación de la fibras de colágeno permite el comportamiento anisótropo MODELO BIFASICO DE MOW  MODELO BIFASICO DE MOW Mow 1980 … cartílago articular como un “ modelo bifásico ” Es decir, posee : - Una matriz orgánica sólida y con poros elásticos ( fase sólida ) - Liquido en los intersticios ( fase fluida ) Por lo tanto es un medio fluido y poroso que se parece bastante a una esponja empapada en agua COMPORTAMIENTO BIOMECANICO GENERAL ANISOTROPÍA “ Propiedad de un material donde muestra características mecánicas diferentes cuando la carga se aplica en diferentes direcciones...” COMPORTAMIENTO BIOMECANICO GENERAL Bajo compresión, el cartílago experimenta un relativo desplazamiento. Esta expansión esta restringida por la gran rigidez del hueso subcondral, causando un alto estrés de la relación cartílago-hueso  04 COMPORTAMIENTO BIOMECANICO bajo carga COMPORTAMIENTO BIOMECANICO GENERAL Tiene estructura arqueada para que el aumento de presión determine su aplastamiento y un aumento de la superficie de contacto, que a su vez lleva a una disminución de la presión en los puntos de apoyo. SOPORTE DE FUERZAS COMPRESIVAS Tipos de carga que sufre el cartílago Carga que sufre el cartílago Gracias a la permeabilidad del cartílago, su comportamiento mecánico depende de la velocidad en que la carga es aplicada o retirada. Cuando se aplica una carga mantenida (bipedestación) el cartílago puede continuar deformándose y saliendo fluido hasta que se llega a un punto de equilibrio. Estos cambios bajo cargas constantes durante el tiempo son un ejemplo de comportamiento viscoelástico  05 Modificaciones del cartilago