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BIOMECÂNICA
DO SISTEMA
ÓSSEO
Prof.a Msc.Ana Paula Ribeiro
ASPECTOS BIOMECÂNICOS DO SISTEMA
ÓSSEO
Cerca de 206 ossos no corpo
~ 20 % da massa corporal
Constituição:
• carbonato de cálcio, fosfato de cálcio e minerais (60-
70%)
• colágeno e água (25-30%)
FUNÇÕES MECÂNICAS E FISIOLÓGICAS DOS
OSSOS
MECÂNICAS
• Suporte para o corpo contra forças externas
• Age como um sistema de alavanca para transferir força
• Proteção para os órgãos internos
FISIOLÓGICAS:
• Formar células sanguíneas (hemopoiese)
• Armazenar cálcio (homeostase mineral)

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TECIDO ÓSSEO
OSSO: tecido vivo
• O osso é um tecido dinâmico que crescem até a idade
adulta.
• Após a idade adulta, está sob constante remodelamento
• Sofrem modelamento dado um estímulo apropriado
AS PRINCIPAIS PARTES DE UM OSSO LONGO

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AS PRINCIPAIS PARTES DE UM OSSO LONGO
AS PRINCIPAIS PARTES DE UM OSSO LONGO
SAGJ
ADAPTAÇÕES DO TECDO ÓSSEO
Crescimento: em comprimento (~20 anos) e em
diâmetro em função de fatores genéticos, biomecânicos,
fisiológicos e ambientais. Equilíbrio entre produção e
reabsorção até 40 anos (mulher), até 60 anos (homem).
• Modelamento e Remodelamento: aumento e
diminuição da massa óssea (ocorre na idade adulta).
• Reparo ósseo: processo pelo qual o osso é
reparado após uma lesão.

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CÉLULAS ÓSSEAS
SAGJ
• Osteoblasto - célula óssea responsável pela síntese
de tecido ósseo, produzem as fibras colágenas e a
substância fundamental amorfa, encontrados nas zonas
de proliferação óssea.
• Osteoclasto - célula óssea responsável pela
reabsorção de tecido ósseo, células gigantes que
possuem diversos núcleos.
• Osteócito - osteoblastos envolvidos pela própria
matriz que produziram.
CÉLULAS ÓSSEAS
SAGJ
ADAPTAÇÕES DO SISTEMA ÓSSEO
SAGJ

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SAGJ
AUMENTO ÓSSEO COM A CARGA DE PESO

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SECÇÃO TRANSVERSA DE UMA VERTEBRA
PIEZOELETRICIDADE NO OSSO
• Alguns cristais orgânicos que
compõem o tecido ósseo (Cristais
de hidroxiapatita) podem gerar um
potencial elétrico quando
deformados (BASSETT, 1967).
aplicação de cargas ⇒ produção de
potenciais elétricos ⇒ estimula a
formação óssea
• Compressão - carga negativa - construção
• Tração - carga positiva - reabsorção
• MARINO (1984) correntes elétricas estimulam a
formação de calo ósseo
• BRIGHTON (1981) estimulação elétrica e magnética
estimulam a consolidação de fraturas.
PIEZOELETRICIDADE DO OSSO

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Cada mudança na função é seguida por certas
mudanças na arquitetura interna e conformação
externa do osso.
• COLLETTI et al. (1989) - levantadores de peso
aumentam a densidade mineral óssea em locais que
sustentam mais peso: lombar, trocânteres, colo femoral
comparado com as outras estruturas que suportam
menor quantidade de carga.
LEI DE WOLFF
LEI DE WOLFF
Diferentes modalidades ⇒ diferente densidade óssea:
• Fêmur - levantador de peso > arremessador > corredor
> futebol > nadadores (≅ sedentários)
• Estímulo efetivo mínimo que aciona formação óssea.
Se este estímulo for < ⇒ não altera; se for > estimula a
formação óssea .
Corredores (cross-country) apresentam mais massa
óssea quando comparados à sedentários de mesma idade
e peso (Dalin & Olsson, 1974).
• Atletas (mulheres) de nível universitário, apresentam
maior densidade óssea vertebral que o grupo controle
(sedentárias). Na pós-menopausa esta diferença se
acentua.
• Mulheres no período de pós-menopausa, praticantes de
atividade física (1 hora / 3x semanais / 1 ano)
aumentaram sua densidade óssea. Inativas diminuíram
sua densidade no mesmo período (Aloia et al., 1978).
LEI DE WOLFF

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SUSAN et al. (1993), comparam atividades que impõem
forças externas (corrida, saltos, dança) com a natação
(forças internas).
– Resultado: Crianças do primeiro grupo apresentaram
maior densidade óssea
• Tempo para adaptação: Após 3 meses de atividade,
corredores não apresentaram ganho significativo da massa
óssea. (Nilsson & Westline, 1971).
LEI DE WOLFF
• Dança X Caminhada: Dança preservou melhor a
integridade óssea de mulheres (pós-menopausa) do que a
caminhada. Ambas as atividades condicionaram
adaptações biopositivas (Zetterberg et al., 1990)
• Soldados: Observa-se grande aumento (5 - 10 %) da
massa óssea de recrutas, após 16 semanas de
treinamento. Grupo apresenta alto índice de lesões ósseas.
• Astronautas apresentam grande excreção de cálcio
através da urina. Após 1 ano de permanência no espaço
(Marte) podem ocorrer perdas de massa óssea da ordem
de 25 % (Raumbaut et al., 1979).
LEI DE WOLFF
Densidade óssea de crianças (12 -13 a) em função
da atividade física

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Adaptação do Tecido Ósseo: SEXO
TECIDO ÓSSEO: PROPRIEDADES MECÂNICAS

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SAGJ
FATORES QUE INFLUENCIAM NA
RESITÊNCIA ÓSSEA
• Tipo de osso
• Geometria de Aplicação das Forças
• Idade
• Tipo de atividade física
• Sexo
STRESS SUPORTADO PELO OSSO
CORTICAL
Osso trabecular > resistência à tração e < à
compressão
FRATURA POR COMPRESSÃO

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• >> proporção de colágeno
• << resistência à compressão
• Alto potencial de remodelagem
• Aumento da
flexibilidade óssea
• >> tolerância à
deformação plástica
TECIDO ÓSSEO DE CRIANÇA
ADAPTAÇÃO DO TECIDO ÓSSEO: IDADE

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ADAPTAÇÃO DO TECIDO ÓSSEO: IDADE
ADAPTAÇÃO DO TECIDO ÓSSEO: IDADE
• Indivíduos acamados sofrem severa perda do tecido ósseo (1% /
sem)
• Steady State de perda óssea é atingido após perda da ordem de
30 a 40%
ADAPTAÇÃO DO TECIDO ÓSSEO:
IMOBILIZAÇÃO

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ADAPTAÇÃO DO TECIDO ÓSSEO:
IMOBILIZAÇÃO