La ciencia que investiga los efectos del movimiento y las diferentes fuerzas ejercidas en el cuerpo, tanto interna como externamente, se llama biomecánica. La biomecánica del hueso examina la dinámica y las consecuencias, o la forma en que los huesos reaccionan, ante los cambios. Un cambio que puede ocurrir internamente podría variar desde la contracción de diferentes grupos musculares que aplican presión contra los huesos hasta alteraciones en la estructura ósea, como protuberancias anormales en las articulaciones como resultado de la artritis. Las fuerzas externas pueden variar desde cosas como intentar levantar un objeto pesado hasta variaciones en la superficie al caminar.
La composición, la fuerza, la longitud, la salud y el posicionamiento del hueso dentro del cuerpo influyen en la determinación de la biomecánica del hueso y, por lo tanto, afectan su funcionamiento mecánico. En otras palabras, los huesos en las extremidades, o brazos y piernas, son más resistentes y se adaptan rápidamente a los cambios, ya que están más acostumbrados a las fluctuaciones internas y externas que los huesos ubicados más profundamente dentro del cuerpo, como las costillas. Los huesos con más densidad, como el fémur o el hueso del muslo, resisten los estresores mejor que los huesos más pequeños y delgados que se encuentran en la mano o el pie, y por lo tanto son menos propensos a sufrir una lesión por estrés excesivo.
La integridad ósea también juega un papel importante en la biomecánica del hueso, que se compone de varios tipos diferentes de tejido. Esta estructura incluye hueso compacto, también conocido como la cubierta externa endurecida, así como tejido esponjoso, el tejido más blando y algo “aireado” dentro del hueso compacto donde se encuentran estructuras como los vasos sanguíneos y la médula ósea. La mayoría de la estructura ósea sólida se llama matriz ósea. El daño a la matriz ósea se puede experimentar con ciertas lesiones, condiciones de salud o puede ocurrir naturalmente a medida que el cuerpo envejece, puede disminuir la unidad general del hueso y disminuir su capacidad de reaccionar a los constantes cambios. Este deterioro, comúnmente en forma de microtears, o pequeñas divisiones en la superficie del hueso, puede debilitar su integridad y aumentar las posibilidades de fracturas o fracturas óseas cuando se le aplican estresores.
Por otro lado, la biomecánica del hueso, o su capacidad para reaccionar a los cambios, se basa en la capacidad del hueso para renovar o reproducir constantemente nuevas células, un mecanismo llamado remodelación. Este proceso esencialmente puede ayudar en la reparación de las células óseas dañadas, y depende de una cierta cantidad de estrés en forma de contracciones musculares y alteración en la carga o fuerza ejercida sobre el hueso. Por ejemplo, cuando la fractura altera la biomecánica del hueso en la pierna, el proceso de curación inicial comúnmente requiere que la extremidad no tenga ninguna fuerza aplicada. A medida que el hueso comienza a sanar, puede ser necesaria una cierta cantidad de carga de peso para que el hueso se reconstruya.