Biomecánica de
columna cervical
Respuestas de los tejidos blandos y
modelo biomecánico
Introducción
Tejidos blandos
 Ligamentos
 Discos intervertebrales
 Articulaciones
Zigoapofisiarias
 Articulaciones
uncovertebrales
Ligamentos




LLA es más eficaz en un
momento de extensión.
LIE más eficaces en
momento de flexión.
LLP responde con menor
fuerza de resistencia.
Los ligamentos son más
eficaces cuando se distraen a
lo largo de la dirección de sus
fibras
Ligamentos

Longitud y área de sección transversal de los
ligamentos de la columna cervical
Propiedades Materiales

Esquema de un hueso ligamento longitudinal
anterior –hueso para
ensayos de tracción. Una
célula de carga de seis
ejes se coloca por debajo
del especimen para
garantizar la naturaleza
uniaxial de aplicación de
la fuerza.
Respuestas del ligamento








Línea contínua: desplazamiento
típico de la fuerza.
Línea dicontínua: Rigidez
AB: fase más lineal (carga
fisiológica).
BC: fase traumática (disminución
gradual de la rigidez).
C: Falla
En el punto de falla la rigidez es
cero.
A1, B1, C1 indican el patrón de
rigidez de éstas fases.
Las fases traumática y posttraumática fueron nombradas
como zonas neutral, elástica y
plástica respectivamente.
Biomecánica tejidos blandos
Propiedades de los ligamentos
Modelo de Young

Respuesta mecánica
velocidad dependiente de
las estructuras de tejidos
blandos tales como los
ligamentos.El
desplazamiento de la
curva hacia el eje Y
indica la respuesta de
refuerzo con el aumento
de la carga / velocidad
de deformación
Discos intervertebrales

A diferencia de los ligamentos, los cuales responden a una
tensión uniaxial, el disco intervertebral responde a múltiples
vectores de carga.

Como los ligamentos, la respuesta interna de los discos
intervertebrales dependen de la magnitud y naturaleza de la
fuerza.

Por ejemplo, en la flexión bajo carga fisiológica, la
sustancia anterior del disco mantiene la compresión, mientras
que el resto de la carga es compartida
por el anillo posterior.
Disco intervertebral

Segmento de un disco,
usado para determinar
propiedades de fuerza –
deformación en la unión
intervertebral ante una
compresión axial
Falla del disco bajo
tensión/compresión

Técnicas quirúrgicas de
elementos finitos de
Smith-Robinson (arriba)
y Bayley Bagdley (abajo)

Comparación en la
tensión del disco
intervertebral (porcentaje
de cambio de la columna
vertebral intacta) entre
Smith-Robinson(arriba) y
bailey bagdley(abajo),
comparadas con
condiciones normales.
Articulaciones Zigoapofisiarias


Tal como el disco intervertebral, éstas
articulaciones responden a diferentes vectores de
fuerza.
Junto con el disco intervertebral, estas
articulaciones resisten fuerzas compresivas
Propiedades geométricas
articulaciones zigoapofisiarias


Izquierda: sección sagital de
la columna cervical donde se
muestran las articulaciones
zigoapofisiariasDerecha: Componentes de la
articulación zigoapofisiaria
tales como cápsula articular,
cartílago, membrana sinovial
y líquido sinovial.
Articulaciones uncovertebrales


También denominada
articulación de Lushka, son
pequeñas articulaciones que
se forman entre los procesos
unciformes de la superficie
anterior del cuerpo de una
vértebra cervical y la
superficie inferior del cuerpo
de la vértebra superior.
Algunos autores no la
consideran verdaderas
articulaciones porque no
tienen cartílago articular ni
membrana sinovial.
Esquema articulación uncovertebral
Modelo Columna Cervical

Modelo de columna
cervical por edades,
haciendo hincapié en las
diferencias de desarrollo
anatómico.
Resumen


se concluyó que un compromiso en la integridad del
complejo ligamentoso posterior es crítico para la
capacidad de carga de las vértebras cervicales.
Los modelos matemáticos utilizados para este estudio,
de todos los tejidos blandos, no son concluyentes, pero
orientan en que dirección se deben seguir los estudios
para mejorar la comprensión del comportamiento de las
estructuras blandas de la columna cervical.




Narayan Yoganandan a,b,*, Srirangam Kumaresan a,b, Frank A. Pintar a,b
a Biomedical Engineering, Department of Neurosurgery, Medical College of Wisconsin, 9200
West Wisconsin Avenue, Milwaukee, WI 53226, USA
b Department of Veterans A€airs Medical Center, Milwaukee, WI, USA
Received 7 February 2000; accepted 21 September 2000
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Biomecánica de columna cervical parte II