Monografía: Fijación Externa por Dr. Alexandre Tarragó

 

Capítulo III

Historia de la Biomecánica

 

“La anatomía no es mas que la visión momentánea de un largo proceso fisiológico que se sigue sin interrupción en los seres vivos”.
Merle, 1981

“La biomecánica es la ciencia que estudia las fuerzas internas y externas, y como inciden estas sobre el organismo”.
Hay, 1973

Para poder explicar de una forma fácil los fenómenos biomecánicos del aparato locomotor, hay que conocer muy bien todas sus particularidades; estación, reposo, marcha, carrera, etc.
Antes de entrar directamente en la Biomecánica de la fijación externa, no estaría de mas conocer un poco que es y como se ha desarrollado esta ciencia.

El arte y el deporte sin duda han sido la inquietud que ha potenciado el estudio del movimiento y de la postura, estas dos actitudes las encontramos unidas en la antigua Grecia.

Las matemáticas de Pitágoras (582 años a.C.), planteaba que:
“Todas las formas pueden ser definidas por números y que el universo y el cuerpo eran como un instrumento musical cuyas cuerdas requieren equilibrio y tensión para producir armonía”.

En medicina Hipócrates (460-370 a.C.). Enuncia el principio de la Causalidad:
La Causalidad no existe ya que cada cosa existe por alguna razón. Inicio el razonamiento científico, como fundamento en la observación y la experiencia.

La filosofía de Aristóteles (384-322 a.C.):
El conocimiento de la naturaleza se realiza mediante la observación, aunque no existía la verificación, con lo cual dejaba de ser un estudio científico, pero insistía en que todo movimiento debe relacionarse con un motor, de forma indirecta o directa, ya que la acción a distancia es imposible.
Escribe un tratado sobre el movimiento en los animales, en el que describe por primera vez el movimiento y la locomoción.

Herofilo en el (300 a.C.), funda la moderna anatomía, diferencia los tendones de los nervios.

Arquímedes (287-212 a. C.) pensó que el peso de la tierra se podría mover utilizando poleas y palancas. Con sus estudios sentó las bases de la mecánica racional.

Galeno (131-201 d. C.), fue medico de gladiadores, podemos hablar del primer medico deportivo, estudio los movimientos. Escribió su obra (de motu musculorum).
Estudio la musculatura, diferencio entre músculos agonistas y antagonistas, y entre nervios motores y sensitivos.

Durante el largo periodo de la Edad Media (Edad Oscura), existen muy pocas aportaciones a la biomecánica, excepto la utilización de sistemas mecánicos para la corrección de las deformidades, Guy de Chauliac (1360), que utilizo armaduras para corregir las deformaciones de la columna.

En la época del renacimiento aparece la figura de Leonardo da Vinci y Vesalio, Leonardo fue aprendiz de pintor, pero sobre todo fue un ingeniero civil y militar, conocedor de la mecánica de su tiempo.
Estudio el rozamiento, relaciono la velocidad con el peso y la fuerza, dando pie a la preparación de la tercera ley de Newton.
Estudio Anatomía a escondidas, definió las articulaciones en bola enartrosis (hombro y cadera), que poseen movimientos universales.
También estudio las fibras musculares definiéndolas como líneas de fuerza.
Vesalio (1514-1564) estudio medicina, y fue un anatomista metódico sobre cadáveres de ajusticiados. Coincide con la publicación de Copérnico (Revolutionibus orbium coelestium) sobre el heliocentrismo.Vesalio publico (de humani corporis fabrica).

La revolución científica del siglo XVII gira en el entorno de pensadores como. Galileo, Kepler, Descartes y Newton.

En este ambiente de revolución cultural, surge un personaje poco conocido, pero que de alguna manera es el iniciador de los estudios biomecánicos. Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679) sus investigaciones tuvieron el apoyo económico de la reina Cristina de Suecia, residente en Roma.

Borelli era profesor de matemáticas en pisa y trabajo junto a Malpighi, profesor de medicina.
La obra de Borelli (De motu animalium) (1680), integra la fisiología y la física, yatrofisica. Y demuestra mediante métodos geométricos los movimientos humanos como corre, saltar y nadar, y la influencia de la dirección de las fibras musculares sobre el movimiento resultante de la contracción.

Newton (1642-1727) pone orden a los trabajos de Galileo, descartes y Kepler, y establece sus tres teorías:
• Ley de la inercia.
• Ley de la aceleración
• Ley de la acción reacción.

• Mas tarde estableció la teoría de la gravedad.

Durante al segunda mitad del siglo XVIII los hermanos Eduard y Wilhelm Weber estudian el movimiento. Y E.J.Marey (1838-1904) aprovecho la fotografía, para plasmar el movimiento de animales y seres humanos.

Braune y Fischer, que en (1891) inician el estudio tridimensional de la marcha humana, realizando fotografías simultaneas con cuatro cámaras.

Unos años antes el anatomista Von Meyer, (1867) había estudiado el trabeculado de muchos huesos, sobretodo del fémur, Y al coincidir con Karl Culmann, en Zurich, este matemático que había diseñado una grúa mecánica, al ver los trabajos de Meyer, se sorprendido, ya que su grúa se basaba en las líneas de fuerza que tenían las trabeculas de la cabeza de fémur.

Wolff (1892), observa la organización del hueso esponjoso y sigue la trayectoria de las principales fuerzas de tracción y compresión que sufre el hueso, y presupone que cualquier cambio o modificación en las presione que sufre un hueso comporta una reorientación de sus trabeculas según las trayectorias de presión.

Pauwels (1885-1980) marca un punto de inflexión, entrando de lleno en los aspectos clínicos de la biomecánica del aparato locomotor. En su obra expresa que el hombre esta construido con el mínimo material y la máxima resistencia a las sobrecargas.

En 1935, Pauwels, anuncia lo siguiente en relación a las fracturas del cuello femoral que no se podían curar. “hay que cambiar las fuerzas de cizallamiento por fuerzas de compresión para lograr la consolidación”.

Pauwels aparece como fundador de la BIOMECÁNICA MODERNA, que abarca el estudio de las cargas mecánicas sobre los tejidos vivos, y la respuesta biológica a estas presiones y la modificación de estas fuerzas para que tenga consecuencias terapéuticas.

Las dos Guerras Mundiales, tuvieron consecuencias en el desarrollo de nuevos sistemas de fijación, de materiales biocompatibles, y en la simplificación de los procedimientos de fijación delante de desastres importantes.

Aparece la BIOINGENIERÍA, y también es fundamental, la aparición de equipos multidisciplinarios, anatomistas, fisiólogos, cirujanos traumatólogos, ingenieros, ergónomos y fisioterapeutas, que en conjunto y desde todas las visiones posibles estudian el funcionamiento normal y patológico del aparato locomotor.

Recientemente se han creado asociaciones y grupos de estudios de biomecánica. Cada uno de ellos ha plasmado en forma de definición lo que se entiende por el fenómeno del estudio del movimiento fisiológico-biológico, en su forma física y matemática.
- Biomecánica (S. Benno Kummer 1971)
  Relaciones entre los tejidos y órganos del cuerpo y sus tensores mecánicos.

- Biomecánica (Consejo internacional del Deporte y la Educación Física, UNESCO 1971)
  Conocimiento del papel que juegan las fuerzas mecánicas que producen los movimientos, su soporte autonómico, iniciación neurológicas, control integrado y percepción, así como su diseño central.

- Biomecánica (Escuela Soviética de Biomecánica 1971)
  Ciencia que estudia los movimientos del hombre y su coordinación.

- Biomecánica (E, Attinger, 1972)
 Análisis formal y cuantitativo de las relaciones entre la estructura y la función de los tejidos vivos y la aplicación de los resultados obtenidos al ser humano en la salud y en la enfermedad.

- Biomecánica (Comité Z.94.1 ASME: Asociación Americana de Ingeniería Mecánica, 1972)
  Estudio del cuerpo humano como un sistema bajo dos conjuntos de Leyes: las leyes de la Mecánica Newtoniana y las leyes biológicas.

- Biomecánica (S.I.B.: Sociedad Ibérica de Biomecánica, 1978)
  Estudio de las fuerzas actuantes y/o generadas por el cuerpo humano y sobre los efectos de estas fuerzas en los tejidos o materiales implantados en el organismo.

- Biomecánica (IBV, 1992)
  Conjunto de conocimientos interdisciplinares generados a partir de utilizar, con el apoyo de otras ciencias Biomédicas, los conocimientos de la mecánica y distintas tecnologías en:
1º El estudio del comportamiento de los sistemas biológicos y, en particular, del cuerpo humano
2º En resolver los problemas que le provocan las distintas condiciones a las que puede verse sometido.

(Biomecánica de la fractura ósea y técnicas de reparación IBV instituto de biomecánica de valencia 1999)

En esta definición se debería tener en cuenta algunas ideas:
1 - Que a la biomecánica le corresponde el estudio de todos los fenómenos biológicos.
2 - Que la mecánica, apoyándose en la tecnología, posee métodos propios, más o menos peculiares, que pueden aplicarse al estudio de los seres vivos.
3 - Que la biomecánica se ha desarrollado porque aporta un enfoque útil en el estudio y solución de los problemas que afectan al hombre.

La acepción de “conjunto de conocimientos técnico-científicos”, debe entenderse desde una óptica clásica. Corresponde a una relación ordenada cronológicamente de tres elementos.
- El hecho u objeto de estudio (Praxis), el cuerpo y sus actividades
- La técnica y la tecnología (Techne), entendidas como conjunto de conocimientos aplicados que permiten mejorar las condiciones de utilización del estudio.
- Los conocimientos científicos (Episteme) que reúne las abstracciones teóricas, y a través de las cuales podemos predecir el comportamiento del objeto de estudio.

Por lo tanto en estos momentos la Biomecánica es mas una técnica que una ciencia, llegara a la categoría de ciencia cuando sea un cuerpo de doctrina.
Los principales campos de aplicación de la Biomecánica son:
- El medico, analiza las patologías evaluándolas, para repararlas o paliarlas. (Fracturas, artrosis, columna, deformaciones, etc.)
- El deportivo, estudiando la práctica deportiva, para optimizar y mejorar el rendimiento.
- El ocupacional, analizando las problemáticas de problemas físicos en el trabajo.

Y así podemos decir que todo este acúmulo de datos, que son en definitiva el estudio biomecánico se definirá como:
“El análisis formal y cuantitativo de las relaciones entre la estructura y la función de los tejidos vivos y la aplicación de los resultados en el ser humano sano y enfermo y como consecuencia a cualquier animal”.