Paniere esame Fondamenti di biomeccanica del movimento umano

45. PROPRIETA’ MECCANICHE DI MATERIALI BIOLOGICI: TESSUTI CONNETTIVI

Il collagene e l'elastina: presentano proprietà meccaniche diverse, dovute anche alla differente

organizzazione strutturale

I glicosamminoglicani: possono assorbire una quantità di acqua tale da fornire adeguata resilienza ai

tessuti

dove sono presenti

Tra fattori che determinano la meccanica delle ossa: vanno considerati la geometria e la forza

dell'osso, la

direzione con cui èapplicato il carico e le proprietà dei costituienti dell'osso

I cristalli di idrossiapatite:sono uno dei princiapli costiituenti dell'osso e grantiscono una rigidezza

alla struttura

simile a quella di una lega di acciaio

La velocità del carico applicato: È un parametro importante nella valutazione del tipo di

lesione/frattura ossea

La deformazione del tessuto cartilagineo: È notevolmente superiore a quella dell'osso

Il comportamento meccanico del tessuto cartilagineo: prevede una prima fase elastica seguita da

snervamento; in definitiva il comportamento èviscoelastico

Le capsule articolari: sono tessuti densi e regolari

I tendini presentano una rigidezza: variabile, tale da mantenere sempre un livello energetico globale

che sia il minore possibile

I comportamento meccanico nei vasi sanguigni: dipende dal comportamento meccanico di elastina e

collagene presenti nei vasi

46. MODIFICATORI DELLE PROPRIETA’ MECCANICHE DI MATERIALI BIOLOGICI

Lo studio di Lindahl e Lindgren ha concluso che: con l'età vi èuna decrescita delle proprietà

meccaniche ed una

crecsita della fragilità delle strutture ossee

Lo studio di Sanders ed Albright ha messo in luce come: il diametro esterno del tessuto corticale sia

un bilancio

con età dell’attività osteoblastica ed osteoclastica

Noyes e Grood hanno riscontrato come le proprietàmeccaniche dei legamenti crociati anteriori da

loro analizzati: mostrassero diverse proprietà meccaniche ed una diversa modalità di rottura con

l'età Gli studi di Jones e Huddleston (e rispettivi collaboratori) hanno evidenziato come per i

giocatori di tennis : lo

spessore corticale dal lato di gioco sia maggiore del controlaterale

Gli studi di Cavanaugh e Cann e Smith e collaboratori hanno evidenziato come: non sempre

l'esercizio possa

incrementare o prevenire la riduzione della massa ossea

L'immobilizzazione delle strutture contenenti tessuto cartilagineo: possono generare effetti negativi

come il

deterioramento di tessuti molli articolari e la comparsa di patologie articolari

Gli studi di Copray e Tammi (ed i rispettivi collaboratori) hanno mostrato come: carichi in

compressione di tipo intermittente ed una corsa moderata possano incrementare le proprietà

meccaniche della cartilagine articolare

Noyes e collaboratori hanno verificato come per il complesso osso e legamento crociato anteriore:

che néa 3 che a 12 mesi dall'inizio di un programma di esercizi, dopo l'immobilizzazione, si erano

recuperate le

caratteristioche meccaniche originarie

Il contenuto di collagene nei legamenti: sembrerebbe non aumentare per effetto dei carichi Gli

studi di Woo e collaboratori: hanno indicato come vi sia con l'esercizio una variazione delle

proprietà

meccaniche nei tendini estensori, piùche nei flessori

47. PROPRIETA’ E FUNZIONI DEI MUSCOLI E DI DISPOSITIVI NON BIOLOGICI

I muscoli sono una struttura composita: in cui le fibre muscolari sono organizzate in fascicoli a loro

volta connessi da una guaina connettivale chiamata epimisio Isarcomeri sono strutture che

promuovono la contrazione muscolare:

attraverso le interazioni (ponti) dei filamenti di miosina ed actina La forza massimale che un

muscolo può generare: si esplica per le configurazioni in cui si può formare il maggior

numero di sovrapposizioni dei filamenti di miosina ed actina L'angolazione delle fibre

muscolari:

riduce l'ampiezza della forza che realmente viene trasmessa ai tendini e dipende dall'angolo di

inserzione

Il polimetilmetacrilato èun:

materiale polimerico, utilizzato spesso come cemento osseo, purtroppo non scevro da possibili

reazioni indesiderate

La principale differenza tra leghe di acciaio ed alluminio nella progettazione di ortesi e protesi

esterne è data:

dalla differenza nel rapporto peso/resistenza

La principale differenza tra i polimeri termnoplastici e termoindurenti: È data

dalla variazione di forma superato uno specifico valore di temperatura

L'utilizzo di polimeri in forma di fibre:

È una ottima soluzione per la progettazione e fabbricazione di specifiche

ortesi o protesi esterne in materiale composito Il fenomeno dello "stressshielding": si osserva

spesso quando le protesi interne utilizzate per impianti ossei promuovono una riduzione dei

carichi rispetto al corrispettivo naturale L'utilizzo di scarpe e plantari specifici:

si è dimostrato un buon deterrente nell'alleviare i sintomi e/o gli per specifiche patologie degli arti

inferiori (ad es. artrosi)

48. PROGETTAZIONE DI ESERCIZI DI ALLENAMENTO/VALUTAZIONI

TERAPEUTICHE

Indicare quale dei seguenti non èun fattore biomeccanico da considerare nella progettazione e

realizzazione

di test ed allenamenti di resistenza: esperienza sportiva

Il tipo e la velocità della contrazione muscolare: condizionano principalmente la resistenza e la

tensione

muscolare, rispettivamente

La variazione dell'angolo di azione muscolare: varia in base alla linea di applicazione del muscolo e

presenta

una efficacia minore quando il muscolo èparallelo alla leva

La stabilizzazione di una parte del corpo: consente al muscolo considerato di poter raggiungere la

massima

efficienza

Gli strumenti di allenamento basati sull'attrito: evitano il palesarsi delle contrazioni eccentriche e

consentono di allenare anche i muscoli antagonisti allo stesso livello di resistenza

Esercizi basati sul sollevamento delle gambe e di seduta possono essere resi entrambi piùcomplessi:

utilizzando la forza di gravità in modo da incrementare il braccio di leva mantenendo,

rispettivamente, le gambe

diritte e le braccia all'altezza delle spalle

Nell'esercizio di rinforzo dei muscoli addominali discusso in questa lezione, l'operazione piùdura

per i soggetti risulta: la fase di abbassamento degli arti, in quanto dovrebbe essere effettuata a

gambe distese

Entrambi gli esercizi di valutazione della resistenza manuale hanno mostrato: come i terapisti non

utilizzino il

massimo braccio di leva possibile, anche per evitare possibili lesioni ad alcune strutture articolari

La progettazione di esercizi con specifiche finalitàpuòessere progettata: anche considerando

possibili

configurazioni di equilibrio statico

La selezione di apparecchi per specifici esercizi: non deve trascurare i principi biomeccanici

49. POSTURA DI RACHIDE E GINOCCHIO

All'aumentare della flessione del tronco, si osserva: un crescente incremento del valore del

momento dovuto

alla forza dei muscoli paravertebrali

Le componenti di compressione e taglio della forza di gravitàagente sul sacro: possono essere

valutate considerando che queste siano anche i cateti di due triangoli rettangoli equivalenti di cui la

forza di gravità è l'ipotenusa

All'aumentare dell'angolo sacrale:si osserva un progressivo aumento della componente di taglio ed

una progressiva diminuzione della componente in compressione della forza di gravità In caso di

flessione completa del tronco: alcuni autori osservarono che la forza di gravità era sostenuta non

più dai muscoli paravertebrali ma dalle strutture legamentose

Considerando il diagramma di corpo libero per il calcolo delle sollecitazioni sul rachide, si

pongono: gli assi X ed Y ortogonali, con X posto lungo l'asse del rachide

La presenza di un peso tra le mani comporta: un aumento notevole della forza muscolare sul

rachide, rispetto

ad una flessione del tronco senza peso

La forza del muscolo quadricipite che si oppone a quella di gravitàper un ginocchio in appoggio

monopodalico: È pari a circa 800 N, come verificato anche da Reilly e Martens L'approccio

grafico mostrato per il calcolo di R: È applicabile in maniera semplice per la valutazione di R in

questo caso di forze convergenti

La componente tagliante della forza di reazione articolare: va a riversarsi sul tessuto connettivo

circostante e sulle superfici articolari circostanti, in caso di legamenti crociati danneggiati Gli

angoli di inserzione dei momenti sul complesso femoro-rotuleo:sono stati individuati in seguito a

studi di cinefluoroscopia

50. POSTURA DI ANCA E SPALLA ED EFFETTI POSTURALI DELLE FORZE DI GRAVITA’

Le reazioni vincolarisulle teste dei femori in appoggio bipodalico: sono uguali in ampiezza e verso

e sono parallele in direzione

Un femore allungato chirurgicamente e che presenta un braccio di leva piùgrande si dice in:

configurazione di coxa vara

In caso di appoggio monopodalico, si osservano: lo spostamento della linea di gravità sul piede di

appoggio e del baricentro medialmente alla testa del femore dell'anca in appoggio L'inclinazione

del tronco verso una delle anche ècausata: da una forza non congrua (minore) esercitata dai

muscoli abduttori dell'anca in appoggio sul suolo L'utilizzo di un bastone consente di: far variare

favorevolmente il braccio di leva, ma solo qualora il bastone sia mantenuto nella mano contro

laterale

Per il calcolo delle forze M e J, èrisultato conveniente:

fissare come centro dei momenti e ed origine degli assi

il gran trocantere, annullando cosìil contributo in rotazione di M dai calcoli

Tenendo in considerazione anche il peso sovrastante, si èosservato: un aumento della forza dei

muscoli abduttori M di bassa ampiezza (circa il 2%)

Nel caso della spalla in posizione eretta, si èverificato come: la forza di reazione articolare e quella

muscolare

siano comunque superiori in ampiezza alla forza peso dell'arto

Nel caso di spalla in posizione orizzontale, si èverificato come: la forza di reazione articolare e

quella muscolare siano comunque superiori in ampiezza ai valori riscontrati nel caso di spalla in

poizione eretta

La postura eretta consente in linea di massima: un risparmio dell'impegno neuromuscolare

51.FLESSIONE DEL GINOCCHIO: ESEMPI

BIOMECCANICI

Le ampiezze degli angoli che mostrano esempi di configurazioni durante l'allenamento degli arti

inferiori :

hanno come semirette l'asse passante per il centro articolare del ginocchio e l'asse ad esso

ortogonale

La forza di reazione R complessiva calcolata: viene assorbita dagli elementi passivi periarticolari Le

forze in gioco nel caso di flessione del gionocchio pari a 60°: dov