La biomeccanica tissutale è lo studio di come diverse parti del corpo umano, come ossa, tendini e muscoli, reagiscono alle forze esterne. I ricercatori hanno analizzato le proprietà meccaniche di questi tessuti, che normalmente possono sopportare un certo livello di forza prima di essere danneggiati. Sono stati stimati livelli medi di tolleranza per ciascuno, che hanno spesso aiutato in molti studi diversi. Il movimento, la forza e l’accelerazione di tessuti sani possono colpire livelli specifici e causare danni improvvisi o degradazione che possono verificarsi nel tempo. La biomeccanica tissutale viene spesso utilizzata per determinare come si è verificata una lesione o per valutare la fattibilità di dispositivi protesici o impianti medici.
Le forze che causano stress sui tessuti, o che cambiano forma, possono effettivamente essere benefiche, a volte. Lo sviluppo osseo normale spesso dipende dalle pressioni esercitate dal movimento regolare e persino dalla gravità. Una pressione troppo bassa, come durante i viaggi nello spazio o il riposo a letto prolungato, può portare a anomalie ossee o indebolimento. Anche altri tessuti come tendini e legamenti possono indebolirsi, mentre ripetuti movimenti stressanti possono danneggiare queste strutture. Le cause meccaniche del danno, basate sulla conoscenza dell’anatomia e della fisiologia, sono in genere studiate nella biomeccanica dei tessuti.
Durante l’esecuzione di analisi biomeccaniche, il potenziale danno può essere valutato in base alla natura degli eventi e delle forze che agiscono sul tessuto. È noto un livello di tolleranza medio per la maggior parte dei tessuti. Per i singoli individui, tuttavia, possono essere fattori anche altezza, peso, sesso ed età, nonché condizioni ossee come l’artrosi. La valutazione del danno ai tessuti viene spesso effettuata raccogliendo i dettagli di un incidente e le informazioni ad esso correlate. I modelli di lesione possono quindi essere valutati, mentre i dati possono essere utilizzati per ricostruire l’incidente e trovare una causa alla lesione.
Utilizzando i principi della biomeccanica dei tessuti, è possibile definire le condizioni di carico e determinare come si è verificata una lesione. I risultati vengono spesso confrontati con i modelli noti di lesione, nonché con i livelli di tolleranza già definiti per particolari tessuti. L’analisi del tessuto osseo può incorporare la conoscenza di come sono costruiti i componenti scheletrici. La divisione dell’osso in parti sempre più piccole, tra cui fibre di collagene e piccoli canali, può aiutare con analisi mediche e biomeccaniche.
Il tessuto muscolare e le strutture tendinee in genere hanno elementi fibrosi che contribuiscono alla loro forza. I tendini sono generalmente divisi in fibre successivamente più piccole che sono fatte di microscopici filamenti di collagene. La biomeccanica dei tessuti può anche essere aiutata da sostanze come il calcio e gli enzimi di crescita. Gli specialisti medici spesso ne tengono conto quando conducono innesti ossei, riparano legamenti strappati e aiutano a guarire altri tessuti danneggiati.