Biomecánicá tendones y ligámentos INDICE • • • • •
•
Tendo endone ness y lig ligam amen ento toss Comp Compos osic ició ión n y estr estruc uctu turra Estru Estructu ctura ra exte externa rna e inse inserci rción ón en el hueso hueso Comp Compor orta tami mien ento to mecá mecáni nico co Prop Propie ieda dade dess Biom Biomec ecán ánic icas as Carga fsiológica de tendones y ligamentos o ecanismo de lesión o Comportamiento Comportamiento !iscoelás"co o #actores #actores $ue $ue a%ecta a%ectan n a las propied propiedades ades &iomec &iomecánica ánicass de tendon tendones es y ligament ligamentos os
TENDONES Y LIGAMENTOS 'os tendones y ligamentos son estructuras &landas de te(ido con(un"!o y cuyas propiedades mecánicas dependen de las siguientes estructuras) *
*
*
Tipos de de f& f&ras) Elás"cas) elás"cas y %rágiles+ ,on amarillas o Colágenas) tenaces y d-c"les o .e"culina) sólo dan !olumen/ no "enen propiedades mecánicas+ o Prop Propor orci ción ón entr entree las las f&r f&ras) as) en los ligamentos las f&ras elás"cas están en mayor proporción son as0 o te(idos conec"!os elás"cos/ poco de%orma&les y %rágiles en los tendones las f&ras f& ras colágenas están en más proporción son as0 te(idos o conec"!os 1exi&les/ tenaces y d-c"les Dis Disposi posici ción ón de las las f&r f&ras as)) en los ligamentos se orientan en dis"ntas direcciones dependiendo de las o solicitaciones espec0fcas de cada ar"culación pero con una orientación com-n ya $ue se distri&uyen en paralelo y espiral+ En los tendones la disposición es longitudinal y paralela al e(e longitudinal del o tendón+
Ligamentos
* * * *
Te(ido conec"!o conec"!o denso denso// escasame escasamente nte !asculari2 !asculari2ado ado $ue $ue se compon componee a&undant a&undantemen emente te de colágeno+ Es una de las estructur estructuras as $ue $ue rodea/ rodea/ conect conectaa y esta&i esta&ili2a li2a las las ar"culaci ar"culaciones ones del del sistem sistemaa es$uel3"co+ ,on estru estructur cturas as pasi! pasi!as as puest puesto o $ue $ue no producen producen ac"!amen ac"!amente te eell mo!imien mo!imiento to #unciones) Conectar un hueso con otro o 4uiar el mo!imiento ar"cular o E!itar el mo!imiento excesi!o o 5umentar la esta&ilidad mecánica de las ar"culaciones+ o
* * * * * *
Composición) 678 de agua y 978 de colágeno/ elas"na y glicosaminglicanos :454;
Tendones
* *
*
* * * *
Es una clase de te(ido conec"!o denso %ormado por grandes can"dades de f&ras de colágeno dispuestas de manera paralela+ #unciones) Insertar el m-sculo es$uel3"co en el hueso o Transmi"r la %uer2a de la contracción muscular para producir el mo!imiento o ar"cular o mantener la postura Composición) >?@ de f&ras colágenas :1exi&ilidad/ gran resistencia a tracción
@ de agua+ Comportamiento mecánico) anisotrópico+ odelo mecánico) !iscoelás"co sin componente plás"co+ Disposición de los elementos elás"co y !iscoso en paralelo y otro elemento elás"co en serie con am&os+ Cur!a estr3s*de%ormación De%ormación Ba(o módulo o rec"fcación de la ondulación de las f&ras colágenas+
'I45ENT, CP,'5, 5.TIC'5.E, TENDNE,
5ENT5. '5 E,T5BI'ID5D ECNIC5 DE 5.TIC'5CINE, 4I5. E' FIIENT 5.TIC'5. EFIT5. E' FIIENT EGCE,IF 5CTH5N C 'IIT5D.E, E',TIC, TENDNE, IN,E.T5. E' ,C' CN E' E, T.5,ITI. '5, C5.45, TEN,I'E, DE' ,C' 5' E, 5CTH5N C 'IIT5D.E, ECNIC,
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA Tendones y ligamentos están compuestos de) * * * *
Colágeno ,ustancia %undamental) glucoprote0nas/ proteoglicanos/ glucosaminglicanos Elas"na C3lulas) f&ro&lastos :tenocitos;
C'4EN El f&ro&lasto sinte"2a la mol3cula de colágeno+ 'a disposición de las f&ras de colágeno difere en cierto modo en tendones y ligamentos y se adapta a la %unción de cada estructura+
TENDN 'I45ENT
#IB.5, DE C'4EN P5.5'E'5, .DEN5D5, ,P.T5N C5.45, TEN,I'E, NI5GI5'E, NIDI.ECCIN5'E, #IB.5, DE C'4EN P5.5'E'5, ENT.EC.J5D5, :rientación dependiendo de la %unción; ,P.T5N C5.45, TEN,I'E, NIDI.ECCIN5'E, T.5, DI.ECCINE,
E'5,TIN5 PC5 EN TENDN 'I45ENT DE '5, EGT.EID5DE, 5BND5NTE EN 'I45ENT, E',TIC, ,,T5NCI5 #ND5ENT5' • •
54.E45D, de P.TE4'IC5N, .ETIENE el 545
• • •
P5PE' de CEENT con el C'4EN 5demás/ !asculari2ación limitada de tendones y ligamentos In1uye en el proceso de curación y en su ac"!idad meta&ólica
ESTRUCTURA EXTERNA E INSERCIÓN EN EL HUESO Tendones y ligamentos se rodean de un te(ido conec"!o areolar laxo En ligamentos no "ene nom&re espec0fco/ pero en tendones s0 Protege y %acilita el desli2amiento
P5.5TENDKN
COMPORTAMIENTO BIOMECÁNICO 'os tendones son sufcientemente %uertes para soportar las ele!adas %uer2as tensiles $ue resultan de la contracción muscular durante el mo!imiento ar"cular+ 'os ligamentos son plega&les y 1exi&les/ permi"endo los mo!imientos naturales de los huesos a los $ue se insertan/ a su !e2 son %uertes a inextensi&les/ lo cual o%rece una resistencia adecuada a las %uer2as aplicadas/ soportan cargas tensiles durante la carga normal y excesi!a+ El comportamiento &iomecánico de am&os es !iscoelás"co/ o dependiente de la !elocidad/ de manera $ue estas estructuras muestran un incremento en la %uer2a y la rigide2 con una %recuencia creciente de carga+ n e%ecto adicional de la dependencia de la !elocidad es la lenta de%ormación o creep $ue ocurre cuando tendones y ligamentos son some"das a cargas constantes &a(o carga so&re un per0odo extendido de "empo y la rela(ación del estr3s
Tendón 'igamento
#uerte #lexi&le Plega&les y 1exi&les #uertes e inextensi&les
PROPIEDADES BIOMECÁNICAS * * *
Elas"cidad Plas"cidad Fiscosidad
C.F5 C5.45*E'N45CIKN TENDKN EGT.EID5D de CNEL/ TE,T5D &a(o TEN,IKN+
* *
* *
.egión inicial :9;) resultado de un cam&io en el patrón ondulado de las f&ras rela(adas de colágeno+ .egión secundaria o lineal :6;) las f&ras rec"fcadas y la rigide2 del te(ido aumenta y se re$uiere progresi!amente mayor %uer2a para producir can"dades e$ui!alentes de elongación #in de la región secundaria :8;) el !alor de la carga en este punto se denomina :Plin;+ áxima carga :M;) re1e(a la %uer2a tensil -l"ma del te(ido 'I45ENT 55.I'' 5N TE,T5D &a(o TEN,IKN
C5.45 y DE,C5.45 de 'I45ENT CIC' DE I,T.E,I, O ENE.45 P.DID5
CARGA FISIOLÓGICA DE TENDONES Y LIGAMENTOS Durante la ac"!idad normal n tendón in !i!o es some"do a menos de Q parte de su solicitación -l"ma :máximo stress;
COMPORTAMIENTO VISCOELÁSTICO Comportamiento !iscoso :en tendón y ligamento;) dependen del "po de %uer2a $ue se aplica/ * *
Tracción lenta o c0clica) rotura a ni!el de la unión hueso*tendón+ Tracción rápida) lesión en el interior del tendón+
nión hueso*tendón) no es directa sino por capas de te(idos+ El tendón contacta con el hueso con una inclinación de 8?R para aumentar la superfcie de contacto/ * *
Tendón) d-c"l/ 1exi&le y resistente a la tracción+ #i&rocarSlago) tendón y carSlago+ 5mor"guador y lugar del crecimiento del tendón+ Ni!el de ruptura en los (ó!enes+
* *
#i&rocarSlago calcifcado) ni!el de ruptura en los adultos+ Te(ido óseo) resistencia a la compresión+
nión m-sculo*tendón) las f&ras musculares :sarcómeras; $ue se im&rican con f&ras de colágena en una %usión mul"capas esta&leci3ndose una gran superfcie de contacto+ Con esta %usión mul"capas aumenta la superfcie de contacto entre te(idos+ Cuando so&re esta unión se producen cargas a gran !elocidad las roturas originadas se locali2an en el !ientre muscular o en la unión m-sculo*tendinosa pero no en el tendón+ 'a tensión $ue un tendón puede soportar puede ser más del do&le de la $ue puede generar el m-sculoU Elliot+ Clasifcación %uncional) * *
Tendón con alto 0ndice de lesión) son capaces de almacenar gran can"dad de energ0a en poco "empo+ Fan unidos a m-sculos de gran potencia :cuadriceps o tr0ceps sural;+ Tendón con &a(o 0ndice de lesión) no son capaces de almacenar energ0a en poco "empo+ nidos a m-sculos de resistencia :extensores y 1exores de la mano;+
ecanismo de de%ormación plás"ca del tendón y ligamento * *
5ltas temperaturas por electroterapia/ etc) permite un cam&io en la estructura de colágena $ue permite disminuir la tensión del elemento !iscoso y su rela(ación+ Elongación prolongada en el "empo :streching; y elongación c0clica sua!e :cirias;) rompen el enlace intermolecular de la colágena y aumenta el 1u(o !iscoso+
'a rápida mo!ili2ación tras la sutura del tendón origina una me(or respuesta mecánica y %uncional $ue la o&tenida con inmo!ili2ación :por aumentar las resistencias mecánicas;+ 'a resistencia a la tracción del tendón disminuye en ausencia de cargas/ so&re todo en (ó!enes adultos+ El e(ercicio permite el trofsmo de los ligamentos con lo $ue se retrasa su degradación fsiológica+ En los tendones tenemos mecanorreceptores :entre ellos el órgano tendinoso de 4olgi; $ue &lo$uean la acción del m-sculo agonista cuando su tracción es demasiado alta+ C.F5 .E'5L5CIKN DE TEN,INE,
EN,5 C.EEP
C5.45 .itmo 'ENT .itmo .PID
CP'EL E,*'I45ENT*E, CP.T5IENT FI,CE',TIC PNT DBI' Inserción ósea ligamento 'igamento
MECANISMO DE LESIÓN 'igamento cru2ado anterior humano testado &a(o TEN,IKN
Comportamiento muy similar para tendones y ligamentos/ aun$ue para tendones tenemos #5CT.E, 5DICIN5'E,)
C5NTID5D #E.J5 P. CNT.5CCIKN DE' H,C' 5' C5' E' TENDKN E,T5 NID .E5 ,ECCIKN T.5N,FE.,5' DE' TENDKN CN .E,PECT 5' DE , H,C'
FACTORES QUE AFECTAN A SUS PROPIEDADES BIOMECÁNICAS #actores $ue a%ectan a las propiedades &iomecánicas de tendones y ligamentos)
5D.5CIKN ENFELECIIENT) 5D.5CIKN hasta 6? aVos) o 5umento nR y calidad entrecru2amiento del Colágeno 5umenta #uer2a Tensil+ 5umento del diámetro de las f&rillas de colágeno ENFELECIIENT o ás f&ras y más ordenadas pero menos contenido en colágeno Disminución del diámetro de las f&ras EB5.5J P,P5.T 5umento de la laxitud en tendones y ligamentos en estadios tard0os de o em&ara2o y periodo postparto Disminución de la rigide2 o FI'IJ5CIKN E INFI'IJ5CIKN El entrenamiento Wsico aumenta la %uer2a tensil o 'a inmo!ili2ación disminuye la %uer2a tensil o Tendón y ligamento parecen remodelarse como respuesta a las demandas o mecánicas
E,TE.IDE, Inhi&en la s0ntesis de colágeno o 'igamentos lesionados de %orma aguda no pueden soportar las cargas o mecánicas de reha&ilitación preco2 e intensa si se tratan con inyecciones de cor"costeroides+ 5l ca&o del "empo disminuyen signifca"!amente la carga de colapso máxima o :>@;/ la a&sorción de energ0a pre!ia al colapso :X@;+ tros estudios descri&en $ue las inyecciones locales de cor"costeroides cada 8 o d0as durante 6M d0as aumentan la rigide2 de carga de los tendones musculares y disminuyen la %uer2a de las inserciones óseas de los ligamentos+
D.45, 5NTIIN#'55T.I5, N E,TE.IDE, 'os 5INE :cido ace"lsalic0lico/ paracetamol/ indometacinaY;) o #uer2a tensil Contenido total de colágeno Entrecru2amiento de mol3culas de colágeno .itmo de restauración &iomecánica del te(ido 5I.E El tendón expuesto al aire se deteriora o 6? minutos los componentes matri2 pierden el A?@ de su capacidad para sinte"2ar M? minutos pierde el 9??@ Para e!itar esta p3rdida ,E. ,5'IN o
