Tipo de Articulo: Actualizaciones

Titulo: Biomecnica de las fracturas por stress

Title: Biomechanical features of stress fractures

Actual. Osteol 12(1):35:46, 2016

Autor(es): Jos L. Ferretti, Laura M. Nocciolino, Gustavo R. Cointry, Sergio H. Lscher, Ricardo F. Capozza


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Se define como estrs (stress) tanto la fuerza que una carga externa ejerce sobre un cuerpo slido como la fuerza reactiva que acompaa a la primera (Ley de Newton), por unidad de rea imaginaria transversal a su direccin. Las cargas internas reactivas inducen deformaciones proporcionales del cuerpo. La resistencia del cuerpo a deformarse se llama rigidez. La deformacin puede resquebrajar el cuerpo y, eventualmente, producir una fractura por confluencia de trazos. La resistencia del cuerpo a separarse en fragmentos por esa causa se llama tenacidad. La resistencia del cuerpo a la fractura es proporcional al stress que puede soportar sin separarse en fragmentos por deformacin (no hay fractura sin deformacin y sin stress previo). El stress mximo que un cuerpo puede soportar sin fracturarse resulta de una combinacin de ambas propiedades: rigidez y tenacidad, cada una con distintos determinantes biolgicos. Una o varias deformaciones del cuerpo pueden provocarle resquebrajaduras sin fracturarlo. La acumulacin de resquebrajaduras determina la fatiga del material constitutivo del cuerpo, que reduce su rigidez, tenacidad y resistencia a la fractura para la prxima ocasin (fragilidad por fatiga). En el caso de los huesos, en general, los trminos stress y fatiga tienen las connotaciones amplias referidas, respecto de todas las fracturas posibles. La fatiga predispone a fracturas a cargas bajas, que se denominan (correctamente) fracturas por fatiga y tambin (incorrectamente) fracturas por stress, para distinguirlas de las que ocurren corrientemente, sin resquebrajaduras previas al trauma, que se denominan (incorrectamente) fracturas por fragilidad, o por insuficiencia. En realidad, todas las fracturas se producen por stress y por fragilidad o insuficiencia (en conjunto); pero la distincin grosera entre fracturas por fatiga, o por stress, por un lado, y por fragilidad o por insuficiencia, por otro, aceptando las amplias connotaciones referidas antes, tiene valor en la prctica clnica. Este artculo intenta explicar esas particularidades biomecnicas y describir las distintas condiciones que predisponen a las fracturas por fatiga o por stress en la clnica, distinguindolas de las fracturas por fragilidad o por insuficiencia (manteniendo estas denominaciones) y detallando las caractersticas de inters directo para su diagnstico y tratamiento.

Palabras clave: biomecnica sea, resistencia sea, fragilidad sea, stress, rigidez sea, tenacidad sea, fatiga, fracturas por stress, fracturas por fatiga.

The term stress expresses the force exerted by an external load on a solid body and the accompanying, opposed force (Newtons Law), expressed per unit of an imaginary area perpendicular to the loading direction. The internal loads generated this way deform (strain) proportionally the bodys structure. The resistance of the body to strain expresses its stiffness. Critical strain magnitudes may induce micro-fractures (microdamage), the confluence of which may fracture the body. The bodys resistance to separation into fragments determines its toughness. Hence, the bodys resistance to fracture is proportional to the stress the body can support (or give back) while it is not fractured by the load-induced strain (no stress, no strain -> no fracture). Therefore, the maximal stress the body can stand prior to fracture is determined by a combination of both, its stiffness and its toughness; and each of those properties is differently determined biologically. One or more deformations of the body may induce some microdamage but not a fracture. Microdamage accumulation determines the fatigue of the material constitutive of the body and reduces bodys toughness, leading to a fatigue-induced fragility. In case of bones, in general, both stress and fatigue have the referred, wide connotations, regarding any kind of fractures. In particular, bone fatigue predisposes to low-stress fractures, which are named (correctly) fatigue fractures and also misnamed stress fractures, to distinguish them from the current fractures that occur without any excess of microdamage, that are named (wrongly) fragility or insufficiency fractures. In fact, all fractures result from all stress and fragility or insufficiency as a whole; however, the gross distinction between fatigue or stress fractures, on one side, and fragility or insufficiency fractures, on the other, accepting the wide connotations of the corresponding terminology, is relevant to clinical practice. This article aims to explain the above biomechanical features and describe the different instances that predispose to fatigue or stress fractures in clinical practice, as a different entity from insufficiency or fragility fractures (maintaining this nomenclature), and describe their relevant features to their diagnosis and therapy.

Key words: bone biomechanics, bone strength, bone fragility, stress, bone stiffness, bone toughness, fatigue, stress fractures, fatigue fractures.



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