Biomecanica das fraturas

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE FISIOTERAPIA
Marcello Vinícius Nascimento dos Santos
 BIOMECÂNICA DAS FRATURAS 
RIO DE JANEIRO
2012
Biomecânica das fraturas 
Trabalho realizado com exigência à disciplina Fisioterapia em ortopedia e traumatologia do curso de graduação de Fisioterapia da Universidade Estácio de Sá, para obtenção de grau parcial, sob a orientação de Ricardo Pacheco.
RIO DE JANEIRO
2012
INTRODUÇÃO
 O osso é um material notável com propriedades mecânicas complexas e uma capacidade única de auto-reparação O osso falará quando for sobrecarregado , dando início a uma série de eventos biológicos e biomecânicos dirigidos no sentido da reparação e restauração da função . O osso possui força de resistência à tensão semelhante a do ferro fundido , porém com 10x mais flexibilidade e sendo 3x mais leve que o mesmo . 
Diferentemente do que muitas pessoas pensam , o osso não é uma estrutura "morta" , e sim uma estrutura viva altamente vascularizada , composta de material orgânico e inorgânico . Sem vascularização , o osso degenera .
 O ambiente mecânico será sempre um elemento crucial na consolidação das fraturas , com fortes interações entre ambiente mecânicos e biológico s .
 O tratamento clínico das fraturas deve influenciar ao mesmo tempo as condições biológicas e clínicas 
Existem assim três aspectos principais da biomecânica das fraturas e seu tratamento: os fatores biomecânicos que determinam como e quando um osso fraturará , os fatores que determinam a consolidação da fratura , o controle do ambiente biomecânico 
Outro aspecto importante é entender a Lei de Wolff (1870) , que afirma que o alinhamento das trabéculas ósseas é moldado de acordo com as forças que agem sobre o osso .  
Segundo a Teoria de Perren , é o movimento que determina a formação dos tecidos durante a consolidação óssea . As células pluri-potenciais responsáveis pela regeneração óssea podem se diferenciar em  Tecido Fibroso se a deformação entre os fragmentos ósseos for maior que 10% . 
. Tecido Cartilaginoso , se a deformação entre os fragmentos ósseos for entre2% e10% .Tecido Ósseo , se a deformação entre os fragmentos ósseos for menor que 2% . Já a Teoria de Carter/Blenman afirma que a tensão de oxigênio (suprida pela vascularização) é a principal determinante da formação dos tecidos na consolidação óssea .  
Fatores como idade avançada , uso de corticóides , nutrição inadequada , deficiência de hormônios como GH e Hormônios Tireoidianos , e o tabagismo podem atrasar a consolidação de uma fratura . A consolidação de uma fratura de fêmur , por exemplo ,  pode incrementar a demanda de ATP do organismo em 20% . 
O tecido ósseo promove sustentação e estrutura ao corpo, sendo considerado uma estrutura anatômica e um órgão fisiológico. Ele é rígido e proporciona à região em que está situado: sustentação para o tórax e extremidades: alavanca para a função locomotora dos músculos esqueléticos, proteção para vísceras e como reservatório de cálcio e fósforo (SALTER, 1985) 
	
		DESENVOLVIMENTO
	
Osso cortical
propriedades mecânicas –
As variáveis que mais influenciam as propriedades mecânicas do osso cortical são a porosidade o grau de mineralização a orientação das fibras de colágeno Estas variáveis são fortemente afetadas pela estrutura histológica do osso (primário ou secundário, lamelar, osteons
É formado por lâminas ósseas paralelas e extremamente próximas entre si constituindo uma substância dura e compacta que confere resistência ao osso . O osso cortical está presente nas epífises dos ossos longos e é encontrado como revestimento de todos os ossos do organismo. É formado por séries de estruturas que estão muito próximas, chamadas osteons. O arranjo desse tipo de osso torna-o efetivamente resistente a curvaturas.( Biomecânica dos Tecidos, LEBM, IST)
Osso trabecular
 numa escala de cm, o osso trabecular é menos resistente e menos rígido que o osso cortical.a dispersão de valores tabelados para o osso trabecular é acentuada – diferenças no valor de porosidade tem forte influência. no osso trabecular a tensão de rotura à tracção e à compressão é idêntica.( Biomecânica dos Tecidos, LEBM)
As variáveis que influenciam as propriedades mecânicas do osso trabecular são:
 a porosidade ou densidade aparente , a orientação das trabéculas e as propriedades materiais de cada trabécula individual.
.propriedades estruturais dos ossos
 Vários aspectos da geometria óssea em seção transversa e o momento de inércia , são importantes para as propriedades estruturais .
 Quando submetido a cargas axiais e supondo propriedades materiais semelhantes um osso longo de paredes grossas é mais resistente a fratura simplesmente porque ele distribui as forças internas por uma maior área de superfície , resultando em tensões mais baixas . 
 Uma viga em ( I ) é uma forma de seção transversa particularmente eficiente para resistir a flexão em uma direção , a causa é que ele distribui a maior parte da sua área a uma grande distância do eixo de flexão .
Os ossos longos são principalmente sobrecarregados a cargas ( axiais,flexão e torção )
Quando carregado em tenção , o osso diafisário normalmente fratura devido a tensão de tração ao longo de um plano que é aproximadamente perpendicular a direção do carregamento.
 
Alterações relacionadas á idade e patologias das propriedades do osso 
 Alterações na massa mineral óssea , densidade, propriedades mecânicas e histológicas associadas com envelhecimento têm sido assunto de investigação intensiva. O quadro a surgir desta pesquisa é uma perda liquida e progressiva de massa óssea com o envelhecimento começando na quanta década de vida e prosseguindo a uma taxa mais rápida em mulheres . a deformação elástica esta quantificada em cerca de 5 a 7% por década , desta forma o osso comporta-se mais como um material quebradiço.
 Estudos quantitativos de morfologia óssea trabecular nos corpos vertebrais demonstram que a espessura das trabéculas diminui enquanto o espaçamento entre as trabéculas aumentadas. Estas alterações morfológicas relacionadas á idade reduzem significadamente a resistência dos corpos vertebrais , contribuem para a observada incidência aumentada de fraturas no idoso.
Risco de fratura 
O esqueleto humano normal é capaz de suportar cargas muitas vezes mais altas do que as esperadas durante atividades diárias.
A capacidade média de sustentação de cargas dos fêmures humanos maturos e osteoporóticos varia de (214 a 1020 kg)
Há vários grupos onde as fraturas são mais frequentes e nos quais a prevenção pode ser possível se os mecanismos de fratura e os pacientes em risco máximo puderem ser identificados , um grupo é a crescente população idosa .outro grupo identificado são pacientes com câncer e doenças ósseas metastáticas. 
 Risco de fraturas com osteoporose
 As fraturas relacionadas com osteoporose são normalmente associadas as quedas e a frequência das quedas aumenta com a idade. Além disso , quedas são mais comuns em mulheres idosas do que em homens . os locais comuns de fraturas relacionadas com quedas são o fêmur proximal e o antebraço distal.
 As fraturas do fêmur proximais são um importante problema de saúde publica e uma causa importante de mortalidade e morbidade de saúde entre o publico mais idoso . diversas pesquisas foram realizadas com o intuito de identificar os indivíduos com osteoporose 
Biomecânica da consolidação das fraturas 
 A aproximação estreita e imobilização rígida dos fragmentos de fratura resultam em remodelação localizada no local de fratura , um processo chamado reconstrução cortical direta. Se um pequeno espaço existir entre os fragmentos de
fratura, a reconstrução cortical direta é precedida pelo enchimento radial do espaço com osso trançado , um processo chamado consolidação de espaço 
 O mecanismo convencional de reparação de fraturas , mais comum e por consolidação natural , esta consolidação é caracterizada por formação de calo.
 O calo periósteo forma-se a partir de hematoma do local de fratura com a formação de um colar de tecido fibroso , fibrocartilagem e cartilagem hialina em torno dos fragmentos de fratura . 
	CONCLUSÃO
 Os estudos biomecânicos das propriedades estruturais e materiais dos ossos fornece uma compreensão das propriedades do osso e nas alterações nas propriedades do osso que podem acompanhar o envelhecimento e anormalidades patológicas do osso . 
 Esta visão e compreensão básica facilita o tratamento das fraturas , visto que as propriedades mecânicas do osso e propriedades do tratamento determinam a biomecânica de um sistema de fixação .uma aplicação da biomecânica das fraturas e que auxilia no monitoramento da progressão da consolidação das fraturas . 
 
 
6.	REFERÊNCIAS
Goodship a.e kenwrigtht,j. the influence of induced mie movement upon the healing of experimental tibial fractures bone joint surg 67b:650-650, 1985
 Biomecânica dos Tecidos, LEBM, IST
(SALTER, 1985) 
.Biomecânica funcional e das lesões músculo esquelética 
William c. whiting Ronald f. zernicke