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1 Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP Ossos

2 Resumo da aula Classificação Estrutura óssea Funções Remodelagem Cargas Torque/ Momento Stress em função da Geometria Óssea

3 Resumo da aula Esqueleto axial (eixo do corpo) Esqueleto apendicular ou periférico

4 Resumo da aula Crescimento Longitudinal do osso Diáfise Epifises Proximal e distal Placa epifisária

5 Classificação dos Ossos Ossos Planos (Largos ou Chatos)

6 Ossos Curtos (carpo e tarso) Classificação dos Ossos

7 Ossos Longos Classificação dos Ossos

8 Classificação dos Ossos Ossos Irregulares (alguns autores) Não se enquadram nas outras classificações Ex: Vértebras, ossos da pelve

9 Tecido Ósseo Princípio de construção do esqueleto com o máximo de resistência e com o mínimo de material Estrutura óssea relacionada à função e às cargas a que são suportadas pelo esqueleto Leve para diminuir a massa corporal total e portanto favorecendo a mobilidade (15 a 20 % do peso corporal) Resistente e elástico para resistir a compressão e tração Aproximadamente 206 ossos

10 Estrutura do Tecido Ósseo Constituintes do tecido ósseo Substância orgânica: Fibras colágenas que são formadas pela proteína osseína. Conferem propriedades elásticas ao osso e contribui para a resistência tênsil. Sais inorgânicos: Carbonato e fosfato de cálcio. Conferem rigidez ao tecido ósseo e contribuem para sua resistência compressiva. Água Observação: Relação entre matéria inorgânica e orgânica varia com a idade e localização Recém-nascido - 1:1 - Grande elasticidade 60 a 70 anos - 7:1 - Fragilidade

11 Estrutura do Tecido Ósseo Substância compacta (osso cortical): Lamelas dispostas umas sobre as outras, paralelas ao longo do osso e sem espaço entre si. Formam trabéculas paralelas. Maior quantidade de substância mineral. Substância esponjosa: Lamelas se entrecruzam nas mais variadas direções, formando cavidades e pontos de união. Trabéculas com distribuição aparentemente irregular. Suporta maior deformação

12 Estrutura do Tecido Ósseo

13 Funções Mecânicas dos Ossos Sustentação Manter a forma do corpo resistindo à força da gravidade e outras forças externas e internas. Proteção Revestimento das cavidades importantes. Ossos planos. Ex: Caixas craniana e torácica

14 Funções Mecânicas dos Ossos Formação de Alavancas Utilização das forças musculares para movimentação. Função de braço de alavanca. Ossos longos. Ex: Membros superiores e inferiores Formação das Articulações Ligações entre os ossos. Responsáveis pela amplitude dos movimentos

15 Conceito Básico Ossos respondem dinamicamente a presença ou ausência de tensão com mudanças de tamanho, forma e densidade Lei de Wolff

16 Respostas Ósseas à Tensão Conceito Básico Remodelagem - Ação dos osteoblastos e osteoclastos e presença de tensão. Ex: Criança normal nasceu sem uma tíbia, após um período andando, a fíbula havia se remodelado e não podia ser distinguida de uma tíbia, passou a ter seu formato

17 Respostas Ósseas à Tensão Hipertrofia - Ossos de pessoas fisicamente ativas são mais densos. Exercícios regulares parecem aumentar a densidade do esqueleto como um todo. Ex: Úmero de tenista Atrofia - Resposta a tensão reduzida. Diminui a quantidade cálcio diminuindo peso e resistência (desmineralização). Ex: Astronautas, acamados e idosos

18 Respostas ósseas à tensão Remodelação óssea O osso tem a habilidade de remodelar-se alterando seu tamanho, forma e estrutura, para suportar as demandas mecânicas Atividade muscular/ gravidade massa óssea Ausência de peso (viagens espaciais) massa óssea Desuso (repouso absoluto) 1% semana

19 Caracteristicas dos ossos Características anisotrópicas: comportamento varia de acordo com a direção da aplicação da carga. Suporta maiores cargas no sentido longitudinal. Características viscoelásticas: comportamento varia de acordo com a velocidade com que a carga é aplicada e com a duração da mesma.

20 Caracteristicas dos ossos Resposta elástica: quando a carga é aplicada, o osso deforma-se por uma mudança no comprimento ou formato (3%). Retirada a carga o osso volta ao comprimento normal Resposta plástica: após atingir o ponto de deformação, começam a aparecer microrrupturas, o osso deforma-se permanentemente, podendo chegar a fraturar-se.

21 Caracteristicas dos ossos Modos de Cargas Tensão Compressão Deslizamento Envergamento Torção Combinadas

22 Tipos de Tensão r F Tração r F r F Compressão r F Cisalhamento r F r F A F σ = = A [ N ] 2 [ m ] r F [Pascal]

23 Torque Torque/ Momento? Alavanca? Exercício: Tornozelo

24 Esforço ou estresse Resistência interna a deformação ou a força interna gerada dentro de uma substância como resultado da aplicação de uma carga externa Quantidade de carga por área de secção transversa Esforço= carga / área sobre a qual a carga atua (N/cm 2 ), (N/m 2,Pa) Esforço normal tensão ou compressão Esforço de cisalhamento

25

26 Resistência 3 parâmetros para se determinar a resistência da estrutura pela curva carga-deformação Rigidez Carga que a estrutura pode suportar até falhar Deformação que a estrutura pode suportar antes de falhar A energia que a estrutura pode acumular antes de falhar Relacionada a inclinação da curva

27 Curva de Carga x Deformação Curva de carga e deformação para uma estrutura flexível (osso longo)

28 Propriedades mecânicas nos ossos Osso cortical é mais rígido que o osso esponjoso, sustenta maior estresse, porém menos deformação antes da falha Osso esponjoso cargas 50% de deformação Teste executado em compressão

29 Princípios de Construção do Aparelho Locomotor Ossos Corticais: Tolerância ao Estresse Compressão (190 Mpa) > Tensão (130 Mpa) > Cisalha (70 Mpa) Fadiga do osso sob cargas repetitivas

30 Princípios de Construção do Aparelho Locomotor Friedrich Pauwels Princípios de construção do aparelho locomotor Demonstrou que o esqueleto humano é uma construção leve ideal Demonstrou que músculos e ligamentos atuam como cintas de tração para reduzir a tensão nos ossos

31 Aumento do stress pelo aumento da carga

32 Diminuição do stress pelo alargamento da secção transversal

33 Stress e distribuição de cargas Mesma magnitude de stress a despeito da distribuição desigual da carga

34 Redução do stress pela adição de carga

35 Redução de stresse pela angulação do eixo da coluna

36 Economia de material pela angulação da coluna

37 Stress no fêmur pelo peso do corpo

38 Redução de stress pela atividade muscular Redução de stress no fêmur pelo efeito do trato ílio-tibial

39 Exercício: Tíbia de esquiador Ação do tríceps sural neutralizando o alto estresse de tensão

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