La science qui étudie les effets du mouvement et les différentes forces exercées sur le corps, tant à l’intérieur qu’à l’extérieur, est appelée biomécanique. La biomécanique de l’os examine la dynamique et les conséquences, ou la façon dont les os réagissent, face aux changements. Un changement qui peut se produire en interne pourrait aller de la contraction de différents groupes musculaires appliquant une pression contre les os à des altérations de la structure osseuse, telles que des renflements anormaux dans les articulations résultant de l’arthrite. Les forces externes peuvent aller de la tentative de soulever un objet lourd aux variations de la surface lors de la marche.
La composition, la résistance, la longueur, la santé et le positionnement de l’os à l’intérieur du corps ont tous une influence sur la détermination de la biomécanique de l’os et affectent ainsi son fonctionnement mécanique. En d’autres termes, les os des extrémités, ou bras et jambes, sont plus résistants et s’adaptent rapidement aux changements car ils sont plus habitués aux fluctuations internes et externes que les os situés plus profondément à l’intérieur du corps, comme les côtes. Les os plus denses, comme le fémur ou l’os de la cuisse, résistent mieux aux facteurs de stress que les os plus petits et plus minces de la main ou du pied, et sont donc moins susceptibles de subir une blessure due à un stress excessif.
L’intégrité osseuse joue également un rôle important dans la biomécanique de l’os, qui est composé de plusieurs types de tissus différents. Cette structure comprend de l’os compact, également connu sous le nom de coque externe durcie, ainsi que du tissu spongieux, le tissu plus doux et quelque peu « aéré » à l’intérieur de l’os compact où se trouvent des structures telles que les vaisseaux sanguins et la moelle osseuse. La majorité de la structure osseuse solide est appelée matrice osseuse. Des dommages à la matrice osseuse peuvent survenir lors de certaines blessures, problèmes de santé ou peuvent survenir naturellement à mesure que le corps vieillit, peuvent diminuer l’unité globale de l’os et diminuer sa capacité à réagir aux changements constants. Cette déficience, généralement sous la forme de microdéchirures ou de minuscules fissures à la surface de l’os, peut affaiblir son intégrité et augmenter les risques de fractures ou de fractures osseuses lorsque des facteurs de stress sont placés dessus.
D’autre part, la biomécanique de l’os, ou sa capacité à réagir aux changements, repose sur la capacité de l’os à constamment renouveler ou reproduire de nouvelles cellules, un mécanisme appelé remodelage. Ce processus peut essentiellement aider à la réparation des cellules osseuses endommagées et dépend d’une certaine quantité de stress sous forme de contractions musculaires et d’altération de la charge ou de la force exercée sur l’os. Par exemple, lorsque la biomécanique de l’os de la jambe est altérée par une fracture, le processus de guérison initial nécessite généralement que le membre ne soit soumis à aucune force. Au fur et à mesure que l’os commence à guérir, une certaine quantité de poids peut être nécessaire pour que l’os se reconstruise.