Puerto Madero, Buenos AiresPuerto Madero, Buenos Aires Puente de la MujerPuente de la Mujer

BIOMECÁNICA DEL CARTILAGO ARTICULAR

BIOMECÁNICA DEL CARTILAGO ARTICULAR

ProfesoresKlgo. Rodrigo Castro Vásquez TO. Víctor Miranda Mardones

GeneralidadesGeneralidadesGeneralidadesGeneralidades

Tejido elástico carente de nervios, vasos sanguíneos y linfáticos.

Se encuentra en las articulaciones sinoviales.

Reduce la fricción, transfiere y distribuye las solicitudes de fuerza y ofrece una superficie articular lubricada.

Tejido elástico carente de nervios, vasos sanguíneos y linfáticos.

Se encuentra en las articulaciones sinoviales.

Reduce la fricción, transfiere y distribuye las solicitudes de fuerza y ofrece una superficie articular lubricada.

GeneralidadesGeneralidadesGeneralidadesGeneralidades

Recubre los extremos óseos que forman la articulación

Microscópicamente … color : Niño - joven : blanco con ligero tono

azulado Adulto : amarillo - marrón Grosor : 2 – 3 mm. Espesor : Rotula 5 mm. y Falanges 1mm

Recubre los extremos óseos que forman la articulación

Microscópicamente … color : Niño - joven : blanco con ligero tono

azulado Adulto : amarillo - marrón Grosor : 2 – 3 mm. Espesor : Rotula 5 mm. y Falanges 1mm

Función Principal Función Principal

Trasmitir las fuerzas entre los extremos óseos a través de una amplia superficie de contacto, evitando así la existencia de cargas puntuales que podrían lesionar la articulación

Permitir el movimiento entre las superficies articulares con un mínimo de fricción y por lo tanto de desgaste de sus superficies

Trasmitir las fuerzas entre los extremos óseos a través de una amplia superficie de contacto, evitando así la existencia de cargas puntuales que podrían lesionar la articulación

Permitir el movimiento entre las superficies articulares con un mínimo de fricción y por lo tanto de desgaste de sus superficies

Propiedades Biomecánicas Propiedades Biomecánicas

Mow 1980 … cartílago articular como un “ modelo bifásico ” Es decir, posee : Una matriz orgánica sólida y con poros elásticos (

fase sólida ) Liquido en los intersticios ( fase fluida )

Por lo tanto es un medio fluido y poroso que se parece bastante a una esponja empapada en

agua

Mow 1980 … cartílago articular como un “ modelo bifásico ” Es decir, posee : Una matriz orgánica sólida y con poros elásticos (

fase sólida ) Liquido en los intersticios ( fase fluida )

Por lo tanto es un medio fluido y poroso que se parece bastante a una esponja empapada en

agua

La células (Condrocitos ) ocupan solo el 2% de la composición total

60% de fibras de Colágeno 40 % de Gel de Proteoglicanos agregados ( Agrecanos ) con una gran afinidad por el

agua El restante 60 - 80% del total del tejido es

agua , que puede ser exprimido fuera del cartílago cuando este se somete a presión

La células (Condrocitos ) ocupan solo el 2% de la composición total

60% de fibras de Colágeno 40 % de Gel de Proteoglicanos agregados ( Agrecanos ) con una gran afinidad por el

agua El restante 60 - 80% del total del tejido es

agua , que puede ser exprimido fuera del cartílago cuando este se somete a presión

Composición Composición

• Su biosíntesis va en aumento Su biosíntesis va en aumento hasta los 20 años, después se hasta los 20 años, después se mantiene. mantiene.

• Responde a presión Responde a presión hidrostática por deformación de hidrostática por deformación de la pared celular.la pared celular.

• Sintetizan y degradan los Sintetizan y degradan los productos de la matriz.productos de la matriz.

CONDRON

CONDROCITOCONDROCITOCONDROCITOCONDROCITO

COLAGENOCOLAGENO COLAGENOCOLAGENO

Es la proteína mas abundante en Es la proteína mas abundante en

el cuerpo humano el cuerpo humano Su unidad biológica básica es el Su unidad biológica básica es el tropocolágeno, formado por 3 tropocolágeno, formado por 3

cadenas de polipéptidos de cadenas de polipéptidos de procolágeno.procolágeno.

En el cartílago articular predomina el En el cartílago articular predomina el

colágeno tipo IIcolágeno tipo II

Es la proteína mas abundante en Es la proteína mas abundante en

el cuerpo humano el cuerpo humano Su unidad biológica básica es el Su unidad biológica básica es el tropocolágeno, formado por 3 tropocolágeno, formado por 3

cadenas de polipéptidos de cadenas de polipéptidos de procolágeno.procolágeno.

En el cartílago articular predomina el En el cartílago articular predomina el

colágeno tipo IIcolágeno tipo II

Disposición espacial de las

fibras de colágeno

Tiene estructura arqueada para que el aumento de presión determine su aplastamiento y un aumento de la superficie de contacto, que a su vez lleva a una disminución de la presión en los puntos de apoyo.

SOPORTE DE FUERZAS COMPRESIVAS

Esquema de un agregado de Esquema de un agregado de proteoglicano (adaptado de proteoglicano (adaptado de Rosemberg, 1975Rosemberg, 1975))

• Macromoleculas que retienen liquido• Hacen de puentes entre las fibras• Mantienen la tensión del sistema• Se localizan en la capa media

PROTEOGLICANOS

Estructura Estructura a.a. Capa superficial o de deslizamiento (40 µm).Capa superficial o de deslizamiento (40 µm). Escasa actividad metabólica. Presenta una elevada

concentración de fibras de colágeno distribuidas perpendicularmente entre sí y paralelas a la superficie. Soporta las fuerzas de cizallamiento.

b.b. Capa intermedia o de transición(500 µm).Capa intermedia o de transición(500 µm). Elevada actividad metabólica. Mayor presencia de PGs y menos colágeno, dispuesto oblicuamente y al azar. Soporta fuerzas de compresión y los condrocitos presentes son más redondeados.

c.c. Capa profunda o radial (1000 µm).Capa profunda o radial (1000 µm). Rica en PGs y fibras de colágeno. Éste se distribuye radialmente formando arcos. Células redondeadas formando columnas. Soporta fuerzas de compresión.

d.d. Capa calcificada(300 µm).Capa calcificada(300 µm). Es la capa de anclaje del cartílago al hueso. No presenta PGs. Colágeno dispuesto radialmente. Presenta cristales de hidroxiapatita y está adyacente al hueso subcondral. La celularidad es escasa.celularidad es escasa.

Se puede comparar al cartílago a una mezcla Se puede comparar al cartílago a una mezcla de carpa de circo y tienda neumáticade carpa de circo y tienda neumática

Resistencia de las capas

Adaptación de las fibras de colágeno. Adaptación de las fibras de colágeno. Capa Capa superficialessuperficiales a las fuerzas tangenciales o a las fuerzas tangenciales o cizallamiento (a). cizallamiento (a). Capas media y profundaCapas media y profunda

resistente a la compresión (b).resistente a la compresión (b).

NutriciónNutrición

Membrana sinovialMembrana sinovial

Líquido sinovialLíquido sinovial

Con la compresión el Con la compresión el cartílago se vacía de líquidocartílago se vacía de líquido

Con la descompresión el Con la descompresión el cartílago se llena de líquidocartílago se llena de líquido

Lubricación de cartílagoLubricación de cartílago Lubricación de cartílagoLubricación de cartílago

Lubricación HidrodinámicaLubricación Hidrodinámica

Producida por el desplazamiento de Producida por el desplazamiento de superficies no paralelas que originan una superficies no paralelas que originan una

cuña de líquido sinovial, que se traduce en cuña de líquido sinovial, que se traduce en una fuerza de elevación.una fuerza de elevación.

Lubricación HidrodinámicaLubricación Hidrodinámica

Producida por el desplazamiento de Producida por el desplazamiento de superficies no paralelas que originan una superficies no paralelas que originan una

cuña de líquido sinovial, que se traduce en cuña de líquido sinovial, que se traduce en una fuerza de elevación.una fuerza de elevación.

DeslizamientoDeslizamiento

Coeficiente de fricciónCoeficiente de fricción

Acero/acero Aceite 0,210 Acero/acero Aceite 0,210 Teflón/Teflón - 0,050 Teflón/Teflón - 0,050 Hielo/hielo - 0,032 Hielo/hielo - 0,032 Cartílago/Cart. LS 0,005Cartílago/Cart. LS 0,005

CartílagoCartílagoHuesoHueso

Capa límiteCapa límite

Película GruesaPelícula Gruesa

Líquido sinovialLíquido sinovial

ArtrosisArtrosis

VelvetizaciónVelvetización

FisuraciónFisuración

UlceraciónUlceración

EburnizaciónEburnización

Puerto MaderoPuerto MaderoPuerto MaderoPuerto Madero

Es todo …Es todo …