Биомеханика

Введение

Несмотря на то, что человеческое тело является невероятно сложной биологической системой, состоящей из триллионов клеток, оно подчиняется тем же фундаментальным законам механики, которые управляют простыми металлическими или пластиковыми конструкциями. Изучение реакции биологических систем на механические воздействия называется Биомеханикой. Биомеханика часто упоминается как связь между структурой и функцией.

Хотя она не была признана формальной дисциплиной до 20-го века, биомеханика изучалась такими учеными, как Леонардо да Винчи, Галилео Галилей и Аристотель.

Применение биомеханики к опорно-двигательной системе позволило лучше понять как функции, так и дисфункции суставов, что привело к улучшению дизайна таких устройств, как системы эндопротезирования суставов и ортопедические устройства.

Основные концепции биомеханики опорно-двигательной системы важны для клиницистов, например, физиотерапевтов, эрготерапевтов и ортопедических хирургов. Оценка пациента терапевтом обычно включает биомеханический анализ^[1].

Основы

Биомеханика — это междисциплинарная область, которая применяет принципы физики к биологическим системам, чтобы понять, как организмы движутся и взаимодействуют с окружающей средой. Биомеханика охватывает все: от микроскопических систем, таких как сокращение мышц в клетках, до крупных, целостных движений всего тела, таких как бег спортсмена.

Биомеханика применяет законы физики в отношении рычагов, блоков и других известных функций для определения и понимания сложных сил, участвующих в биологических системах^[2].

Медицинская биомеханика

Медицинская биомеханика занимается человеческим телом и вовлечена в множество областей, например:

• Биомеханика в протезной реабилитации: Понимание биомеханики важно при работе с ампутантами и людьми с протезами. Это особенно актуально для понимания того, как происходят отклонения походки и возникающие проблемы с давлением, а также как их можно устранить. Понимание биомеханики является основополагающим для протезистов, так как оно влияет на многие аспекты их работы в процессе протезной реабилитации. См. также Биомеханика для ортезов при церебральном параличе
• Биомеханика в спорте: Биомеханика в спорте включает детальный анализ движений в спорте с целью минимизации риска травм и улучшения спортивных результатов. Спорт и биомеханика упражнений охватывают область науки, связанную с анализом механики движений человека. Она относится к описанию, детальному анализу и оценке движений человека во время спортивной активности.^[3]См. также:Биомеханика бегаБиомеханика велоспорта
• Эргономика изучает естественное положение тела и то, как создаются нагрузки. Биомеханика (наука о движении живого организма) и эргономика (рабочие места, продукты и системы) должны рассматриваться вместе, как две части одного целого. В конечном итоге, эргономически оптимизированное рабочее пространство с учетом уникальной биомеханики каждого человека может означать больше комфорта и меньше боли в течение дня.^[4]См. также Эргономика сидения и влияние на боль в пояснице
• Специалисты по реабилитации практикуют биомеханику, например, Клиническая биомеханика синдрома запястного канала, Динамические стабилизаторы комплекса плечевого сустава, Биомеханическая оценка стопы и лодыжки, Биомеханика и динамика тазового пояса^[2].
• 
  Тканеинженерные конструкции: для восстановления и регенерации различных типов опорно-двигательных тканей, включая кость, хрящ и сухожилие. Охватывает знания и техники из широкого круга дисциплин, таких как биомеханика, материаловедение, инженерия, компьютерное моделирование, нанотехнология, стволовые клетки, клеточная и молекулярная биология, а также модели животных. Главное цель — перевести наши лабораторные открытия в терапевтические продукты, которые могут улучшить клиническое лечение опорно-двигательных состояний, например: 3D-печать иерархически структурированных материалов (см. изображение); Тканеинженерные каркасы для регенерации сухожилий и связок; Гидрогелевые каркасы для регенерации хряща.^[5]
• См. также отличные темы по биомеханике, перечисленные здесь Категория: Биомеханика

Пища для размышлений

Новое исследование в области биомеханики показывает, что у молодых людей развиваются рогообразные шипы в задней части черепа - костные шпоры, вызванные наклоном головы вперед. Эти результаты являются предупреждением о влиянии плохой осанки, особенно у молодых людей, из-за продолжительного использования телефонов и гаджетов.

• Предполагается, что устойчивое увеличение нагрузки в этой области крепления мышц происходит из-за перемещения веса головы вперед при использовании современных технологий в течение длительных периодов времени.
• Перемещение головы вперед приводит к передаче веса головы от костей позвоночника к мышцам в задней части шеи и головы.
• Костная шпора/бугорок является признаком устойчиво плохой осанки.^[6]

Ссылки