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Curva carga/deformación
ОглавлениеLas propiedades anteriormente expuestas se representan gráficamente en la curva carga/deformación, en la que se puede objetivar la deformación debida a la carga. Estos datos provienen de estudios realizados in vitro sobre tendones aislados que han sido sometidos a elongación hasta la rotura. Los estudios referentes a la aplicación de cargas sobre el tendón fueron sintetizados por Butler et al. en 1978, en lo que se conoce como curva de estrés/tensión o carga/estiramiento12 (fig. 2-4).
Estrés es la cantidad de carga por unidad de sección, mientras que tensión se describe como la elongación temporal que ocurre cuando el estrés es aplicado dentro de los límites fisiológicos. Butler et al. describieron los acontecimientos que suceden en el tendón sometido a carga en la llamada curva carga/deformación, la cual fue dividida en cuatro zonas12:
FIGURA 2-4. Representación de la curva carga/deformación. Tomado de: Butler DL, Grood ES, Noyes FR, Zernicke RF. Biomechanics of ligaments and tendons. Exerc Sport Sci Rev 1978; 6: 125-81.
Zona 1:Representa la parte basal de la curva. Los tendones, en situación de reposo, presentan una configuración ondulada, la cual desaparece cuando el tendón es estirado un 2% de su longitud inicial por la reorientación de sus fibras. Esto se recoge en la primera fase de la curva estrés/tensión. Lo que sucede es una reorientación de las fibras debido a las propiedades elásticas del tendón ya descritas. En esta fase se necesita una carga muy pequeña para alargar el tejido.
Zona 2:En un segundo tramo, llamado lineal, el tendón responde de manera lineal a la aplicación de tensión merced a la elongación de su estructura helicoidal. Es, pues, la deformación elástica. Al final de esta segunda fase ya se aprecian microrroturas en la parte final de este segmento de curva19.
Zona 3:El tercer tramo comprende el 4-8% del estiramiento. Comienza el deslizamiento de las fibras de colágeno entre sí debido a la rotura de los entrecruzamientos. Es lo que se conoce como deformación plástica. En esta porción de la curva el tendón trabaja de forma muy eficaz, pues es capaz de transmitir gran tensión al hueso y sufrir sólo una pequeña deformación. En esta fase la curva alcanza la cresta y comienza a decrecer alrededor del 6% del estiramiento48 55.
Zona 4:En la cuarta fase de la curva, correspondiente a valores de estiramiento superiores al 8%, suceden las roturas macroscópicas y la curva cae espectacularmente. Pequeñas variaciones de la carga se corresponden con deformaciones importantes34 35.
De todo ello se deduce que la zona de seguridad se encuentra entre el 0 y el 4% del estiramiento.
El comportamiento mecánico del colágeno durante el estrés depende en última instancia del tipo, número y localización de los enlaces intramoleculares18. Los cambios que ocurren a nivel molecular afectan a los enlaces intramoleculares y de manera especial a la cohesión intermolecular. El alto ratio de rotura tendinosa se debe a desestructuración en origen, que desemboca en la rotura, es decir, en última instancia, la rotura tendinosa es la consecuencia del daño fibrilar de origen mecánico.
La capacidad elástica del tendón queda patente en su capacidad de recuperación cuando se lo somete a un estiramiento no superior al 4%, por encima del cual comienza el límite viscoso del tendón. La fracción elástica del tendón –equilibrio fuerza/fuerza inicial–, representa la capacidad de recuperación del tendón a la deformación, y su capacidad de reversión se debe a esa misma cualidad elástica.
Las propiedades mecánicas descritas varían con la velocidad de la aplicación de la carga, de manera que con velocidades lentas el tendón es más seguro, seguridad que disminuye conforme aumenta la velocidad de aplicación de la carga25.