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BIOMECÁNICA DE TENDONES Y LIGAMENTOS.

PARA QUÉ ESTUDIAR LA BIOMECÁNICA DE TENDONES Y LIGAMENTOS??? •ESTRUCTURAS MUY SUSCEPTIBLES DE LESIONARSE.

•CUMPLEN FUNCIONES FUNDAMENTALES TANTO EN DINÁMICA (MOVIMIENTO) COMO EN ESTÁTICA (POSTURA). •POSEEN CARACTERÍSTICAS ESPECIALES (Inervación, Vascularización, Rigidez/Elasticidad) QUE TIENEN IMPLICANCIAS BIOMECÁNICO-CLÍNICAS.

COMPOSICIÓN ESTRUCTURAL DE TENDONES Y LIGAMENTOS

COMPOSICIÓN ESTRUCTURAL DE TENDONES Y LIGAMENTOS

BIOMECÁNICA BÁSICA DEL SISTEMA MSCULOESQUELÉTICO (M. NORDIN)

TENDÓN

•ESTRUCTURA “BLANCA NACARADA”. •ELEMENTO FUNDAMENTAL DE LA UNIDAD MUSCULO-TENDÓN-HUESO. •FX. PPAL. TRANSMITIR CARGAS EN TENSIÓN. •3 PROPIEDADES FUNDAMENTALES:

•ELASTICIDAD •PLASTICIDAD •VISCOSIDAD

1. BIOMECÁNICA DEL TENDÓN SOMETIDOS A UNA CONSTANTE SOBRECARGA (TORSIÓN, FRICCIÓN, TENSIÓN, ETC. RESISTEN HASTA ±900 Kg/cm2 PROPIEDADES BIOMECÁNICAS CONDICIONADAS POR SU MICRO Y MACROESTRUCTURA.

2. ESTRUCTURA MOLECULAR DEL TENDÓN •Molécula de colágeno Tipo I. (La + común) •Molécula muy estable desde punto de vista mecánico.

•Puentes cruzados (tropocolágeno) •Una FIBRILLA de colágeno se forma por la unión de 5 moléculas de colágeno empaquetadas.

MICROESTRUCTURA DEL TENDÓN

COLAGENO NORMAL •FIBRAS ORGANIZADAS EN FORMA PARALELA •SE TRASLAPAN UNAS A OTRAS A UNA DISTANCIA DE ¼ DE LONG. TOTAL •MAYOR PROPORCIÓN COLÁGENO I/III •FIBROBLASTO---- TENOCITO (se disponen en paralelo a fibras colágenas)

3. MACROESTRUCTURA DEL TENDÓN

MACROESTRUCTURA DEL TENDÓN ADEMÁS... •EXISTE UNA ÚLTIMA CAPA (PARATENON O PARATENDON) QUE PROTEGE Y FACILITA EL DESPLAZAMIENTO DE LOS TENDONES (MINIMIZA EL ROCE). •EL PARATENON ES UNA CAPA DOBLE. •EN OCASIONES SE INFLAMA (PARATENONITIS)

Ejemplo: Tendón Bíceps

4. INSERCIONES ÓSEAS DEL TENDÓN (ENTESIS) 1929: Dolgo-Saburoff estudio microscópico de la ENTESIS 4 ZONAS: •1: Porción distal del tendón.

•2: Fibras de colágeno entrelazadas con fibrocartílago. •3: Fibrocartílago se mineraliza gradualmente.

•4: Zona típicamente ósea, hueso cortical. Este tipo de inserción es básicamente la misma que para los ligamentos.

LIGAMENTOS •CONECTAN HUESO CON HUESO. •LIMITAN MOV. EXCESIVO DEL SEGMENTO. •AUMENTAN ESTABILIDAD MECÁNICA DE LA ARTICULACIÓN.

•GUÍAN EL MOVIMIENTO ARTICULAR Y DETERMINAN SUS RANGOS FISIOLÓGICOS DE MOVIMIENTO. •PAPEL IMPORTANTE EN PROPIOCEPCIÓN Y CONTROL MOTOR.

5. ESTRUCTURA MOLECULAR DEL LIGAMENTO •Básicamente igual que el tendón. -20% Células (fibroblastos) -80% MEC -60-80% Agua -20-40% Sólidos -Colágeno I 90% -Colágeno III 10%

•Fibras paralelas de colágeno dispuestas en la dirección de carga.

(250 X)

LIGAMENTO EN TENSIÓN V/S LAXO LIGAMENTO LAXO: Fibras de colágeno se disponen en una configuración ondulada o helicoidal.

LIGAMENTO EN TENSIÓN: Fibras adoptan configuración en paralelo, en la dirección de la tensión.

7.BIOMECÁNICA DEL TENDÓN Y EL LIGAMENTO

•ESTUDIO ANALÍTICO EN LABORATORIOS MUY ESPECIALIZADOS.

•MODELOS CADAVÉRICOS O ESTUDIOS VIVO. •ESTUDIOS PERMITEN APORTAR DATOS IMPORTANTES DE LOS MECANISMOS LESIONALES Y LA RESISTENCIA DE ESTOS.

IN

BIOMECÁNICA DEL TENDÓN Y EL LIGAMENTO 5 ZONAS DE CARGA Límite elástico

1: Rectificación de fibras. 2: Aumento proporcional cargaelongación.

Límite plástico

3: Comienza el colapso progresivo de fibras de colágeno.

4: Carga máxima que soporta el tejido antes de la rotura total. 5: Punto de colapso y rotura total del tejido. Este gáfico muestra la curva de carga-elongación (stress-strain) en tendones y ligamentos, que en general comparten las mismas propiedades mecánicas.

POR EJEMPLO, EL LCA SOPORTA TENSIÓN HASTA UN 7% DE SU LONGITUD DE REPOSO A UNA CARGA DE COLAPSO DE ENTRE 340 Y 390 N (Viladot, Nordin).

BIOMECÁNICA DEL TENDÓN Y EL LIGAMENTO -A  Carga -A  Velocidad -A  Edad -A  Temperatura -Historia de lesiones antiguas -Inmov. prolongada

 resistencia a la tensión Ejercicio físico mejora resistencia a la rotura en tendones, ligamentos y entesis. En condiciones fisiológicas un tendón se somete a no más de un 35% de su capacidad máxima de soportar tensión.

COMPORTAMIENTO VISCOELÁSTICO DEL TENDÓN Y EL LIGAMENTO •VISCOELASTICIDAD: Propiedad mecánica que presentan algunos materiales (como el tendón y el ligamento) que es DEPENDIENTE DEL TIEMPO.

•Corresponden a tejidos con características de tejido viscoso que se deforman en forma permanente (plasticina) y de tejido elástico que se deforman reversiblemente. Ejemplo:

1. Existe una deformación inicial debido al peso en la rama (15k)

15K 15K

2. Luego con el paso de las horas existe una deformación adicional en la rama debido al paso del tiempo, no al aumento en el peso.

PATOMECÁNICA DEL TENDÓN 3 FACTORES SE CONJUGAN PARA LESIONAR UN TENDÓN:

•ÁREA DE SECCIÓN TRANSVERSAL DEL TENDÓN •ÁREA DE SECCIÓN TRANSVERSAL DEL MÚSCULO •SOLICITACIÓN EN EXCÉNTRICA (La Resistencia a la tensión de un tendón SANO puede llegar a más de dos veces la de su músculo)

•LESIONES EN TENDÓN SANO SON RARAS

•MUCHO MÁS COMUNES SON LAS LESIONES EN TENDONES CON ALGÚN GRADO DE DEGENERACIÓN.

TENDINOSIS ESTADO DEGENERATIVO DEL TENDÓN  COLÁGENO TIPO I

 COLÁGENO TIPO III DESORGANIZACIÓN DE FIBRAS  PROTEOGLICANOS (SOBREHIDRATACIÓN)

MICRORUPTURAS

•DESORGANIZACIÓN DE FIBRAS COLÁGENAS •SE PIERDEN LAS LÍNEAS DE FUERZA •DISMINUYE RESIST. A LA TRACCIÓN •TEJIDO MUY SUSCEPTIBLE A LA LESIÓN

PATOMECÁNICA DEL LIGAMENTO •SOPORTAN TENSIÓN SOLO EN LA DIRECCIÓN DE SUS FIBRAS •UN LIGAMENTO RESPONDE MEJOR A CARGAS A BAJA VELOCIDAD (60 SEG)

•A VELOCIDADES ALTAS (0.6 SEG), DISMINUYE SU RESISTENCIA A LA TENSIÓN. (Noyes, 1976) •LOS MECANISMOS LESIONALES SE PUEDEN DEDUCIR POR LA DISPOSICIÓN ANATÓMICA DEL LIGAMENTO Y LA ARTICULACIÓN INVOLUCRADA... Ejemplo: LCA

FACTORES QUE AFECTAN LA BIOMECÁNICA DEL TENDÓN Y EL LIGAMENTO

EDAD

•CALIDAD DEL COLÁGENO MEJORA HASTA LOS 20 AÑOS.

•MEJOR CALIDAD DE FIBRAS, MAYOR DIÁMETRO DE FIBRAS Y MÁS PUENTES CRUZADOS

MAYOR RESIST. A LA TENSIÓN. •A PARTIR DE LOS 30 AÑOS ESTOS PARÁMETROS VAN EMPEORANDO LENTAMENTE.

A LOS 20 AÑOS, EL LCA ES 3 VECES MÁS RESISTENTE QUE A LOS 60 AÑOS...

FRÍO •LAS BAJAS TEMPERATURAS DISMINUYEN LA EXTENSIBILIDAD DEL COLÁGENO.

•AUMENTA LA RIGIDEZ DE TENDONES Y LIGAMENTOS. •MAYOR PROBABILIDAD DE SUFRIR LESIONES.

IMPORTANCIA DEL CALENTAMIENTO Y LA ELONGACIÓN ANTES DE REALIZAR ACTIVIDAD FÍSICA!!!

INMOVILIZACIÓN PROLONGADA EN TENDONES Y LIGAMENTOS

Pérdida de la calidad del tejido con inmovilización

•DESORGANIZACIÓN DE FIBRAS COLÁGENAS. •PÉRDIDA DE LÍNEAS DE FUERZA •FIBROSIS •  CONSIDERABLEMENTE RESISTENCIA A LA TRACCIÓN.

INFILTRACIÓN CORTICOSTEROIDES •APLICACIÓN DE CORTICOSTEROIDES POSTLESIÓN INHIBEN SÍNTESIS DE COLÁGENO (Wiggins 1994, Walsh 1995).

• EN UN 20% RESIST. MAX. AL COLAPSO. • EN UN 11% ABSORCIÓN DE ENERGÍA X LOS TEJIDOS. • EN UN 11% LA RIGIDEZ LINEAL.

EN TODO CASO TEMA CONTROVERSIAL, AÚN EN ESTUDIO.