Kaj je tkivna biomehanika?

Biomehanika tkiv je študija o tem, kako se različni deli človeškega telesa, kot so kosti, kite in mišice, odzivajo na zunanje sile. Raziskovalci so analizirali mehanske lastnosti teh tkiv, ki običajno prenesejo določeno stopnjo sile, preden se poškodujejo. Za vsako so bile ocenjene povprečne ravni tolerance, kar je pogosto pomagalo v številnih različnih študijah. Gibanje, sila in pospeševanje zdravega tkiva lahko dosežejo določene ravni in povzročijo nenadno poškodbo ali degradacijo, ki se lahko pojavi sčasoma. Biomehanika tkiv se pogosto uporablja za ugotavljanje, kako je prišlo do poškodbe, ali za oceno sposobnosti preživetja protetičnih pripomočkov ali medicinskih vsadkov.

Sile, ki povzročajo stres na tkivu ali povzročajo, da spremeni obliko, so lahko včasih koristne. Normalen razvoj kosti je pogosto odvisen od pritiskov, ki jih povzročajo redno gibanje in celo gravitacija. Premajhen pritisk, na primer med vesoljskim potovanjem ali dolgotrajnim počitkom v postelji, lahko povzroči nepravilnosti ali oslabitev kosti. Tudi druga tkiva, kot so kite in vezi, lahko oslabijo, medtem ko lahko ponavljajoči se stresni gibi poškodujejo te strukture. Mehanske vzroke poškodb, ki temeljijo na poznavanju anatomije in fiziologije, običajno preučujejo v tkivni biomehaniki.

Pri izvajanju biomehanske analize lahko ocenimo možnost poškodb glede na naravo dogodkov in sil, ki delujejo na tkivo. Poznana je povprečna toleranca za večino tkiv. Za posamezne ljudi pa so lahko dejavniki tudi višina, teža, spol in starost, pa tudi bolezni kosti, kot je osteoartritis. Ocenjevanje poškodb tkiva se pogosto opravi z zbiranjem podrobnosti o nesreči in z njo povezanih informacij. Nato je mogoče oceniti vzorce poškodb, podatke pa uporabiti za rekonstrukcijo nesreče in iskanje vzroka za poškodbo.

Z uporabo načel tkivne biomehanike je mogoče določiti pogoje obremenitve in ugotoviti, kako je prišlo do poškodbe. Ugotovitve se pogosto primerjajo z znanimi vzorci poškodb, pa tudi z že določenimi tolerancami za določena tkiva. Analiza kostnega tkiva lahko vključuje znanje o tem, kako so zgrajene skeletne komponente. Delitev kosti na manjše in manjše dele, vključno s kolagenskimi vlakni in majhnimi kanali, lahko pomaga pri medicinski in biomehanski analizi.

Mišično tkivo in tetivne strukture imajo običajno vlaknaste elemente, ki prispevajo k njihovi moči. Tetive so običajno razdeljene na naknadno manjša vlakna, ki so sestavljena iz mikroskopskih kolagenskih pramenov. Biomehaniki tkiv lahko pomagajo tudi snovi, kot so kalcij in rastni encimi. Strokovnjaki to pogosto upoštevajo pri izvajanju kostnih presadkov, pritrjevanju strganih vezi in pomoči pri celjenju drugih poškodovanih tkiv.