BIOMECANICA PARTE 2.pdf La biomecánica del cuerpo humano

La biomecánica del cuerpo humano es la ciencia
que estudia el movimiento y el comportamiento
mecánico del organismo aplicando principios de
la física, la mecánica y la anatomía funcional. Su
objetivo principal es comprender cómo actúan
las fuerzas internas (músculos, tendones,
ligamentos) y externas (gravedad, fricción,
contacto) sobre el cuerpo, y cómo estas
determinan la postura, la locomoción y las
capacidades físicas.

1. BIOMECANICA PARTE 2
TECNOLOGIA MEDICA
GRUPO-A
BIOFISICA
Fis-Mgt: ISIDRO ISAAC YUCRA CCAMA
UAC 2025-II

2. Biomecánica del cuerpo humano
Labiomecánicadelcuerpohumanoeslaciencia
queestudiaelmovimientoyelcomportamiento
mecánicodelorganismoaplicandoprincipiosde
lafísica,lamecánicaylaanatomíafuncional.Su
objetivoprincipalescomprendercómoactúan
lasfuerzasinternas(músculos,tendones,
ligamentos)yexternas(gravedad,fricción,
contacto)sobreelcuerpo,ycómoestas
determinanlapostura,lalocomociónylas
capacidadesfísicas.

3. Áreas principales de estudio
1.Biomecánica estática
1.Estudia al cuerpo en reposo o en equilibrio.
2.Ejemplo: postura de pie, distribución del peso sobre la
columna.
2.Biomecánica dinámica
1.Estudia al cuerpo en movimiento.
2.Ejemplo: carrera, salto, levantamiento de pesas.
3.Biomecánica deportiva
1.Optimización del rendimiento y prevención de lesiones en el
deporte.
4.Biomecánica clínica o rehabilitación
1.Estudia la marcha, el equilibrio y la recuperación motora.
2.Uso en prótesis, ortesis, sillas de ruedas y exoesqueletos.
5.Ergonomía y biomecánica ocupacional
1.Busca mejorar la relación entre el cuerpo y el ambiente de
trabajo para prevenir lesiones.

5. Biomecánica celular
La biomecánica celulares una rama de la biomecánica
que estudia cómo las célulasresponden a fuerzas
mecánicas, cómo generan movimiento y cómo sus
propiedades mecánicas influyen en funciones biológicas.
Es la ciencia que analiza las propiedades mecánicasde
las células (rigidez, elasticidad, viscosidad) y sus
interacciones con el entorno físico. Busca comprender
cómo estas características influyen en procesos como el
crecimiento, la división, la migración y la comunicación
celular.

7. Aspectos principales
1.Propiedades mecánicas de la célula
1.Membrana plasmática: actúa como barrera flexible.
2.Citoesqueleto: red de filamentos (actina, microtúbulos, filamentos
intermedios) que dan forma, resistencia y capacidad de
movimiento.
3.Núcleo: también tiene propiedades mecánicas que influyen en la
división celular.
2.Fuerzas que actúan en las células
1.Fuerzas internas: generadas por el citoesqueletoy la contracción
de proteínas motoras.
2.Fuerzas externas: presión, tensión, cizallamiento (ejemplo: flujo
sanguíneo sobre células endoteliales).
3.Mecanotransducción
1.Proceso por el cual la célula detecta fuerzas mecánicasy las
transforma en señales bioquímicas.
2.Es clave en procesos como la diferenciación celular, cicatrización
y proliferación.

8. Aplicaciones de la biomecánica celular
•Medicina:
•Estudio de enfermedades como cáncer (células
tumorales son más blandas).
•Regeneración de tejidos y medicina personalizada.
•Bioingeniería:
•Diseño de biomateriales que interactúen con células.
•Desarrollo de dispositivos médicos (implantes, stents,
prótesis).
•Investigación básica:
•Comprender cómo las células se adaptan a su
entorno.
•Analizar la movilidad celular en procesos como la
inflamación o metástasis.

9. Principales leyes físicas en la biomecánica celular

12. Biomecánica ADN
La biomecánica del ADNes el estudio de cómo las
fuerzas físicasy propiedades mecánicas influyen en
la estructura, estabilidad y funciones del ácido
desoxirribonucleico(ADN).
La biomecánica del ADN analiza cómo se dobla,
estira, torsionay compactala doble hélice, y cómo
estas propiedades mecánicas determinan procesos
celulares clave como la replicación, transcripción,
reparación y empaquetamientoen cromosomas.

14. Propiedades mecánicas del ADN
1.Elasticidad
1.El ADN puede estirarse como un resorte.
2.Se comporta como un polímero semiflexible.
2.Torsión
1.La doble hélice se puede torcer (superenrollamiento).
2.Este fenómeno regula la compactación del ADN y la
expresión genética.
3.Rigidez de persistencia
1.Es la medida de qué tan rígido o flexible es un filamento
de ADN.
2.En promedio, el ADN tiene una longitud de persistencia
de ~50 nm, lo que lo hace relativamente flexible.
4.Compactación
1.El ADN en células eucariotas debe empaquetarse en
cromosomas gracias a histonasy otras proteínas, lo cual
depende de su comportamiento mecánico.

15. Cuerpo rígido en biomecánica
En biomecánica se simplifica el cuerpo humano o sus segmentos
(brazos, piernas, tronco, etc.) tratándolos como cuerpos rígidos
para poder analizar el movimiento, aunque en realidad los tejidos
sí se deforman.
Suposiciones en biomecánica
•Huesos y segmentos corporales se modelan como cuerpos
rígidosporque la deformación ósea es mínima frente al
movimiento.
•Las articulacionesse consideran como puntos de unióno ejes de
rotaciónentre estos cuerpos rígidos.
•Los músculos generan fuerzasque producen movimientos de
rotación y traslaciónen torno a estas articulaciones.

16. Primera condición de equilibrio

18. Momento y Torque
t= Fr
Unidades:
Nmo lbft
6cm
40 N
t= (40 N)(0.60 m)
= 24.0 Nm, cw
t= 24.0 Nm, cw
El momento de torsión es proporcional a la
magnitud de F y a la distancia r desde el eje.
Por tanto, una fórmula tentativapuede ser:

19. •Extienda línea de acción, dibuje, calcule r.
t= (80 N)(0.104 m) =
8.31 N m
r = 12cm sen 60
0
= 10.4 cm
Ejemplo:Una fuerza de 80 N actúa en el extremo de
una llave de 12 cm como se muestra. Encuentre el
momento de torsión.

20. Segunda condición de equilibrio