Biomecánica del Hueso y del Cartílago

Flashcards de vocabulario técnico sobre la composición, estructura y comportamiento biomecánico del hueso y el cartílago articular basados en el Capítulo 2 y 3 del libro.

Sistema Esquelético

Su propósito es proteger los órganos internos, proporcionar enlaces cinemáticos rígidos, sitios de acoplamiento al músculo y facilitar el movimiento corporal.

Hidroxiapatita

Componente inorgánico del hueso que consiste primordialmente de calcio y fosfato con la composición $Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2$, representando el $60\%$ de su peso.

Osteona (Sistema Haversiano)

Unidad estructural fundamental del hueso a nivel microscópico que consiste en capas de matriz mineralizada alrededor de un canal central o conducto haversiano.

Canalículos

Pequeños canales que divergen radialmente desde las lagunas, conectando osteocitos y permitiendo que los nutrientes alcancen las células desde el canal haversiano.

Línea de Cemento

Área de sustancia base compuesta de glucosaminoglucanos (GAGs) en la periferia de la osteona; es la porción más débil de la microestructura del hueso.

Hueso Cortical

También llamado hueso compacto, forma la corteza exterior densa del hueso y es más rígido que el hueso esponjoso.

Hueso Esponjoso

También llamado hueso trabecular, se compone de barras o placas delgadas llamadas trabéculas en una estructura de malla flexible llena de médula roja.

Periostio

Membrana fibrosa y densa que rodea el hueso, excepto en superficies articulares, con una capa interna osteogénica que genera nuevos huesos.

Endostio

Membrana fina que acota la cavidad central (medular) de los huesos largos y contiene osteoclastos y osteoblastos importantes para la remodelación.

Módulo de Elasticidad (Módulo de Young)

Valor que representa la rigidez de un material, derivado de la relación entre la tensión ($\sigma$) y el esfuerzo ($\epsilon$) en la región elástica lineal: $E = \frac{\sigma}{\epsilon}$.

Módulo de Tenacidad

Área bajo toda la curva de tensión-esfuerzo que representa la fortaleza del material en términos de energía almacenada antes de fallar.

Anisotropía

Propiedad que indica que el hueso se comporta de manera diferente según la dirección de la carga debido a su estructura laminada.

Carga de Tracción

Aplicación de cargas iguales y opuestas hacia afuera de la superficie, resultando en el alargamiento y afinamiento de la estructura.

Carga de Compresión

Aplicación de cargas iguales y opuestas hacia la superficie de la estructura, causando que esta se acorte y ensanche.

Flexión en Tres Puntos

Tipo de carga donde actúan tres fuerzas sobre la estructura, produciendo fracturas comúnmente en el punto de aplicación de la fuerza media.

Viscoelácticidad

Propiedad del hueso y cartílago donde su comportamiento biomecánico varía con la velocidad a la cual se aplica y retira la carga.

Ley de Wolff

Establece que la remodelación del hueso está influida y modelada por las tensiones mecánicas, ganando o perdiendo masa en respuesta a la carga.

Momento de Inercia de Área

Cantidad que refleja la distribución del tejido óseo alrededor del eje neutro; una mayor distancia del material al eje incrementa la rigidez en flexión.

Elevadores de Tensión

Defectos quirúrgicos como orificios de tornillos que concentran las tensiones en un área pequeña, debilitando significativamente el hueso, especialmente en torsión.

Cartílago Articular Hialino

Tejido conjuntivo blanco y denso que cubre los extremos óseos en articulaciones sinoviales para distribuir cargas y minimizar la fricción.

Condrocitos

Células esparcidas en el cartílago que generan, secretan y mantienen los componentes orgánicos de la matriz extracelular (MEC).

Agrecano

Macromolécula de proteoglicano rica en sulfato de condroitina y queratano que se une al hialuronato para formar agregados que dan estabilidad a la MEC.

Presión Osmótica de Donnan

Presión de hinchamiento causada por la alta concentración de cargas negativas fijas en los glucosaminoglicanos que atraen contraiones móviles.

Permeabilidad ($k$)

Medida de la facilidad con la que el líquido fluye a través de la matriz sólida porosa; en el cartílago, es inversamente proporcional a la resistencia friccional.

Teoría Bifásica

Modelo que describe al cartílago como un material que consiste en una fase fluida intersticial y una fase sólida poroso-permeable.

Lubricación Elastohidrodinámica

Modo de lubricación donde la presión del fluido deforma superficies blandas (cartílago), aumentando la congruencia y el área de soporte de carga.

Lubricina (Proteoglicano 4)

Glicoproteína del fluido sinovial responsable de la lubricación frontera al absorberse como una monocapa en las superficies articulares.

Ingeniería Tisular Funcional (ITF)

Enfoque que incorpora carga fisiológica durante el cultivo in vitro para promover el desarrollo de tejidos con propiedades mecánicas aptas para implantación.