biomecanica columna
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7/27/2019 Biomecanica Columna.
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Columna Vertebral Generalidades
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COLUMNA VERTEBRAL
tallo longitudinal seo resistente y flexible
situado en la parte media y posterior deltronco desde la cabeza
la soporta, envuelve y protege la medula
espinal, que esta contenida en el conductoraqudeo
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COLUMNA VERTEBRAL
1. Servir de pilar central del tronco.
2. Protector del eje nervioso.
3. Puntos de unin para los msculos de la
espalda y las costillas.
4. Tiene discos intervertebrales que soportan losimpactos al realizar actividades como caminar,
correr, saltar, movimientos de flexin y
extensin.
como funciones primordiales
http://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtml -
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COLUMNA VERTEBRAL
1. Columna cervical.
2. Columna dorsal o torxico.
3. Columna lumbar.
4. Columna plvica: Sacro y cccix..
4 porciones que son de arriba abajo
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eje del cuerpo debe conciliar
2 imperativos mecnicos contradictorios
y
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COLUMNA VERTEBRAL
Estructura mecnica experimentada durante la
evolucin y adaptada a la bipedestacin que combina
rigidez de las vrtebras
Esta singular combinacin le permite:
soportar importantes presiones y
tener una amplia movilidad controlada en determinados
planos.
elasticidad de los discos
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se conforma de
Mltiples PiezasSuperpuestas
X complejos sistemas
musculares
Asemejan un mstil de un barco
ligamentarios
(Vrtebras)
unidas una a otras
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Unidad Estructural de la CV
dos vrtebras tipo
1. su localizacin , y
2. a la magnitud de las cargas que debe
soportar
que varan de acuerdo a:
disco intervertebral
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Curvaturas
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Unidad Estructural de la CV
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La columna vertebral tiene como
funciones primordiales:
Servir de pilar central del tronco.
Protector del eje nervioso
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Punto de vista Biomecnico
3 columnas
Apilamiento de los CV y los DIColumna
pr inc ipal
por el apilamiento de la apfisis
articulares y de sus
articulaciones respectivas
(artrodias).
2 Columnas
secundarias
1 grande anterior
2 pequeos posteriores
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El pilar anterior
est unidos
Los pilares posteriores
a travs de los pedculos que resultan ser
estructuras de altsima resistencia
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COLUMNA VERTEBRAL
Los dos pilares posteriores estn unidos entre s por las lminas.Entre ellos queda delimitado el agujero vertebral, que en el segmento
lumbar, es amplio y en forma de tringulo equiltero.
El conjunto de agujeros vertebrales superpuestos constituye el
conducto raqudeo.
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PEDICULO
LAMINA
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resiste muy bien las fuerzas de compresin a lo largo de
su eje vertical gracias a la disposicin de sus trabculas.
COLUMNA VERTEBRAL
El cuerpo vertebral
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unen los dos platillos
vertebrales
COLUMNA VERTEBRAL
Las trabculas verticales
las trabculas horizontales
salen de los platillos para atravesar elpedculo y dirigirse a las apfisis
articulares y al arco posterior.
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Tomado de KAPANJI IA . Cuadernos de Fisiologa articular.
Tronco y Raquis. 2ed. Mxico: Masson, 1985. (Pg. 27.).
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COLUMNA VERTEBRAL
Tomado de KAPANJI IA . Cuadernos de Fisiologa articular.
Tronco y Raquis. 2ed. Mxico: Masson, 1985. (Pg. 27.).
Entre estos tres grupos queda una zona ms dbil
formada por un tringulo de base anterior
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COLUMNA VERTEBRAL
Tomado de KAPANJI IA . Cuadernos de Fisiologa articular.
Tronco y Raquis. 2ed. Mxico: Masson, 1985. (Pg. 27.).
Es decir, la porcin anterior del cuerpo vertebral es
menos resistente que la posterior y en las lesiones
por hiperflexin se hunde en este punto.
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COLUMNA VERTEBRAL
Las corticales del cuerpo son muy finas y son responsables
slo del 10% de la resistencia de la vrtebra
La resistencia media a la fractura por compresin de los cuerpos
vertebrales oscila entre los 600 y los 800 kg.
El cuerpo vertebral se fractura antes que el disco..
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COLUMNA VERTEBRAL
Si se considera la estructura trabecular de los cuerposvertebrales y de los arcos posteriores, cabe asimilar cada
vrtebra a una palanca de primer grado
La articulacin interapofisiaria desempea el papel de punto de
apoyo
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COLUMNA VERTEBRAL
Este sistema de palanca permite amortiguar las fuerzas de
comprensin axial sobre la columna vertebral
amortiguamiento directo y pasivo a nivel del disco intervertebral
amortiguamiento indirecto y activo de los msculos de los
canales vertebrales
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COLUMNA VERTEBRAL
Las corticales del cuerpo son muy finas y son responsables
slo del 10% de la resistencia de la vrtebra
La resistencia media a la fractura por compresin de los cuerpos
vertebrales oscila entre los 600 y los 800 kg.
El cuerpo vertebral se fractura antes que el disco
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COLUMNA VERTEBRAL
Se debe principalmente a la prdida de
uniones transversales entre las trabculas
longitudinales
Esta resistencia disminuye con los aos.
Con una disminucin de la masa sea del 25% se
disminuye su resistencia en un 50%
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COLUMNA VERTEBRAL
La tasa de descenso del contenido mineral en el hueso
es igual entre hombres y mujeres, aunque la mujer
siempre presenta una tasa menor, siendo del 12%menos a la edad de 50 aos
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COLUMNA VERTEBRAL
La viscoelasticidad es la capacidad
que posee una estructura de recuperarse lentamente
ante las deformaciones
es una estructura viscoelstica que hace de sistema amortiguador
colocado entre dos vrtebras
El disco intervertebral
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COLUMNA VERTEBRAL
est formado por una estructura laminar perifrica que
precinta una substancia hidrfila, el ncleo, y se encuentra cerrada
por las placas cartilaginosas superior e inferior adheridas a los
cuerpos vertebrales
El disco intervertebral
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COLUMNA VERTEBRAL
El disco intervertebral
Entre el 20 y el 30% de la altura en la columna sana es
debido a la separacin que los discos ejercen sobre
los cuerpos vertebrales
Los discos estn preparados para absorber presiones por
lo que poseen un 60-90% de agua
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COLUMNA VERTEBRAL
El disco intervertebral
Es ms alto al nacer y tiene tendencia a disminuir con la edad
Entre el descanso y la bipedestacin se producen cambios de
altura del 1% de la talla (2% en los nios y 0,5% en personas de
70-80 aos) debidos a la hidratacin y deshidratacin del disco,
ms marcada en los discos sanos.
La disminucin de la talla se produce en las primeras cuatro
horas de estar en pie.
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COLUMNA VERTEBRAL
El disco intervertebral
Los movimientos, y especialmente el ejercicio, favorecen la
nutricin del disco,
Sucede lo contrario en las primeras horas del descanso. Este
fenmeno fue evidenciado en los astronautas no sometidos
al efecto de la gravedad
Las vibraciones y el tabaquismo disminuyen la nutricin discal
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COLUMNA VERTEBRAL
El disco intervertebral
Esta capacidad se pierde al disminuir la macroprotena delncleo y sus enlaces, en lo que clnicamente se denomina
degeneracin del ncleo
El nulus resiste mal las fuerzas de cizallamiento y muy bien
las fuerzas de compresin y traccin.
El anillo tambin se degenera perdiendo cohesin entre sus
capas laminndose como las capas de una cebolla
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COLUMNA VERTEBRAL
El disco intervertebral
En un estudio anatmico de 600 discos se evidenci que el
fenmeno de degeneracin discal aparece en los varones en lasegunda dcada y en las mujeres una dcada ms tarde.
El pilar anterior es el de resistencia y amortiguacin
A la edad de 50 aos el 97% de los discos lumbares estn
degenerados y los segmentos ms afectados son el L3-L4, L4-
L5 y L5-S1
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COLUMNA VERTEBRAL
Ncleo Pulposo
es una masa de proteoglicanos capaz de retener
gran cantidad de lquido y representa el 30-50%
de la superficie del disco en seccin transversal..
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COLUMNA VERTEBRAL
Ncleo Pulposo
La tendencia que presenta el
ncleo a herniarse por su zona
posterolateral se debe a varios
factores:
menor resistencia del nulus en la zona posterior y lateral,mayor proteccin por parte del ligamento longitudinal posterior
en su zona posterior-media y
desplazamiento del ncleo hacia atrs en los movimientos de
flexin de la columna
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COLUMNA VERTEBRAL
Ncleo Pulposo
Est demostrado que las presiones
verticales estrictas ni pequeas
inclinaciones de 6 a 8 en cualquierplano no lesionan el disco
A partir de los 15 de flexin el disco ya es lesionable
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COLUMNA VERTEBRAL
La aplicacin de una fuerza vertical
brusca hace que se comporte de forma
rgida por efecto hidrosttico y sobrepasa
la resistencia de los cuerpos vertebrales,
rompindolos.
El mecanismo que ms lesin puede producir es el de torsin,
especialmente en los discos ms bajos, por ser ms ovalados
El contenido del ncleo emigra hacia el interior de la vrtebra
dando lugar a las hernias de Schmorl
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COLUMNA VERTEBRAL
Los esfuerzos son absorbidos
Los discos menos ovalados (los ms altos) tienen mayor R
Farfan demostr que, ante este mecanismo, un disco sano tieneun 25% ms de resistencia que un disco degenerado pudindose
lesionar a partir de los 16 de rotacin.
35% por el DIV sano
65% por las articulaciones,
Msculos y ligamentos.
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COLUMNA VERTEBRAL
En 1964 Nachemson
20 de flexin, sentado o de pie, la PID L3-L4
es superior al doble del peso del cuerpo
Mide la presin intradiscal en vivo y posteriormente valora el
aumento que sufre esta presin en diferentes posiciones de la
columna.
Observa que
Al levantar un peso de 20 kg es tres veces el
peso del cuerpo
La PID disminuye un 20% si se utiliza la
prensa abdominal (cmara hidroarea)
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COLUMNA VERTEBRAL
Esta presin se modifica con las posturas
sentado
En decbito
3,5 veces msEn bipedestacin
En discos sanos
154 kPa
4,5 veces
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COLUMNA VERTEBRAL
apoyo dorsal y lumbar
higiene postural (inclinacin
posterior de la columna)
La posicin de sentado es intrnsecamente
peligrosa si no se guardan ciertas reglas :
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COLUMNA VERTEBRAL
El anillo fibroso se desgarra a una presin de 250 kg y el
disco se rompe completamente con 320 kg de promedio
La zona ms afectada es la L5-S1 cuando existe
degeneracin discal moderada
La protrusin discal se ha reproducido en cadveres
realizando flexin e inclinacin de la columna ms una
compresin axial de 15 a 60 kg.
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COLUMNA VERTEBRAL
En muchas ocasiones
El pilar posterior formado por la superposicin
de articulaciones e istmos es el punto de
movimiento
las presiones que soporta la columna al levantar un peso es de 700
kg. Es evidente que deben existir otros mecanismos para darle
soporte.
Observa que
Los istmos transmiten las presiones verticales
y son puntos dbiles que acostumbran a
fracturarse por fatiga (espondilolisis).
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COLUMNA VERTEBRAL
Las articulaciones
articulaciones en facetas, o facetarias
por su configuracin plana o algo
cncavas en sentido cefalo-caudal.
son de tipo sinovial con una cpsula articular perforada en sus
extremos
Se le denomina
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COLUMNA VERTEBRAL
La orientacin diferente a un mismo nivel, una
articulacin ms frontal que la otra fuedenominada por Putti anisotropa articular .
En cada nivel de la columna, ambas articulaciones deben presentar la
misma inclinacin
Es decir
En dicho nivel se produce una mayor laminacin
del nulus y, al sufrir la articulacin ms sagital
una mayor presin, los procesos artrsicos sonmayores (rotartrosis de Farfan).
Las articulaciones interapofisarias son un
excelente sistema de proteccin del DIV ya que
reduce su posible movilidad a una cuarta parte
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COLUMNA VERTEBRAL
Definimos como segmento mvil entre dos vrtebras
Los movimientos aumentan o reducen la altura del segmento mvil
DIV
agujero de conjuncin
articulaciones interapofisarias y
espacio interespinoso.
todos los espacios
entre ellas:
Unidad vertebral funcional. (Brown)
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COLUMNA VERTEBRAL
La existencia de las curvas vertebrales
La existencia de tres curvas mviles representa un aumento de la
resistencia de diez veces respecto a una columna recta
aumenta su resistencia siendo proporcional al
cuadrado del nmero de stas ms uno.
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COLUMNA VERTEBRAL
msculosLigamentosdisco
Los sistemas estabilizadorespasivos
ligamento amarillo
Los sistemas estabilizadoresactivos
ligamento supraespinoso
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COLUMNA VERTEBRAL
Su gran cantidad de fibraselsticas le da su color
caracterstico y le permite actuar
como un resorte almacenando
energa durante la flexin y
posteriormente ayudando a losmsculos durante la extensin.
ligamento amarillo Ligamento supraespinoso
Por ser el que est msalejado del centro de
movimiento vertebral, su
brazo de palanca es el ms
largo y el que puede
proporcionar una mayor R a latraccin
En personas de ms de 80 aos el LSE se encuentra lesionado en
casi 90%. Por ello, en las cirugas de columna, se debe reconstruir
de forma precisa.
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COLUMNA VERTEBRAL
se desequilibra al superar los 20 N (unos 2 kg) de presin.
ligamento intactos Sin msculos
es una estructura muyinestable
La musculatura no solamente es un elemento que da movilidad sino
una gran estabilidad a la columna.
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COLUMNA VERTEBRAL
formada por el trax y el abdomen
cmara hidroarea
Un sofisticado elemento de
estabilizacin
Los fluidos que contienen se pueden
comprimir mediante la contraccin muscular y proporcionar
una resistencia adicional a la columna
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COLUMNA VERTEBRAL
La mejor faja es una buena musculatura
abdominal
Las fajas de tela
actan como una cincha sobre la que se apoya la
musculatura abdominal para ser ms eficaz
Una disminucin de un 10% de la funcin muscular representa
un aumento de un 60% de la tensin que soporta los ligamentos
posteriores.
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COLUMNA VERTEBRAL
La debilidad de la musculatura abdominal representa
un desequilibrio posterior que aumenta la lordosis, como en la
obesidad y el embarazo
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COLUMNA VERTEBRALEn la flexin del cuerpo hacia
delante
Solo los primeros 40-60 son debidos almovimiento de la columna
(mientras la pelvis permanece bloqueada
por los msculos glteos)
El resto de la flexin
se realiza a nivel de la articulacin de la cadera
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COLUMNA VERTEBRAL
Los nervios intrarraqudeos
pueden ser comprimidos tanto
por elementos duros por estructuras blandas
(fragmentos seos
fracturados, osteofitos)
(disco herniado,
ligamentos)
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COLUMNA VERTEBRAL
El hombre
est ms adaptado a la locomocin que
a la posicin erecta
La fatiga que se produce
por estar de pie quieto se
debe a esta falta depreparacin mecnica
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COLUMNA VERTEBRAL
Podemos deducir que
que le resulta imprescindible un mnimo
movimiento y preparacin fsica para soportar
las cargas acumuladas a lo largo de la vida.
la columna no est diseadaexclusivamente para estar de pie y
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Muchachos Test N 3
Biomecnica tejidos blandos
Generalidades columna vertebral