1 3 biomecanica tendones y ligamentos

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Tanto los tendones como los ligamentos están constituidos por fibras de colágeno, 
orientadas principalmente a lo largo del eje longitudinal. Las fibras del tendón se 
encuentran altamente alineadas y orientadas en una sola dirección, mientras que en los 
ligamentos, las fibras tienen una organización un poco menos ordenada. Esto es debido a 
que los ligamentos están sometidos a fuerzas en varias direcciones mientras que los 
tendones transmiten la fuerza en una sola dirección (línea de acción del músculo) (figura 
1.3.1). 
 
Figura 1.3.1: Los tendones unen músculo al hueso, mientras que los ligamentos unen dos 
huesos. [A.D.A.M., 2012] 
Composición y estructura 
Los tendones, al igual que el músculo, presenta una arquitectura jerárquica bien definida; 
el tendón envuelve grupos de fascículos quienes a su vez están compuestos por paquetes 
de fibras de colágeno, que a su vez están formados por miofibrillas de colágeno en la 
escala nanométrica. 
Clásicamente el tendón viene definido como tejido conjuntivo denso modelado, 
caracterizado por tener células y fibras conjuntivas ordenadas en haces paralelos y muy 
juntas al objeto de proveer la máxima resistencia. A pesar de tratarse de estructuras duras 
e inextensibles, los tendones son flexibles. En general se presentan como bandas o 
cordones conjuntivos que unen el músculo al hueso. Su relación con ambos se establece 
en dos regiones especializadas: la unión miotendinosa y la unión osteotendinosa que 
concentran la mayoría de las lesiones deportivas. 
Macroscópicamente, los ligamentos se evidencian como bandas densas de tejido 
conectivo, paquetes de fibras de colágeno orientados de forma paralela, que conectan 
hueso con hueso. Su inserción en el hueso se conoce como entesis y ocurre de forma 
directa o indirecta. Las fibras de colágeno del ligamento se conectan a una zona de 
fibrocartílago no mineralizado, esta continúa con fibrocartílago mineralizado hasta llegar al 
hueso. La transición del ligamento a través de diferentes zonas ofrece una ventaja 
mecánica durante el proceso de carga al minimizar la concentración del esfuerzo, esto 
1.3 BIOMECÁNICA DE TENDONES Y LIGAMENTOS 
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ocurre en la zona fibrocartilaginosa mineralizada de la entesis, a través de su 
interdigitación con el hueso adyacente lo cual aumenta el área seccional de la interfaz 
entre las dos estructuras. 
Propiedades mecánicas 
La curva esfuerzo-deformación presenta una región llamada "toe" o región basal. Esto se 
debe a que cuando se comienza a aplicar una carga, hay una fase de rectificación de las 
fibras (las cuales no están inicialmente extendidas hasta su longitud máxima). En este 
punto, la deformación registrada aumenta sin esfuerzo apreciable. A partir de este 
momento, cuando las fibras alcanzan su longitud total, se comienza a registar un aumento 
del esfuerzo. Luego, cuando el tejido ya no puede resistir la carga impuesta, es decir la 
carga se aleja del rango fisiológico, se produce una falla microscópica hasta ocasionar falla 
macroscópica y por ende, ruptura de las fibras del ligamento (figura 1.3.2). Esto sucede 
frecuentemente en movimientos extremos como en accidentes automovilísticos o en 
deportes de alto contacto. 
 
Figura 1.3.2: Curva esfuerzo-deformación para el ligamento. Se aprecian tres zonas: I: 
región basal o "toe", donde las fibras no están completamente extendidas; II: zona lineal, 
las fibras se extienden hasta alcanzar su elongación total y desde ahí comienza a 
aumentar el esfuerzo proporcionalmente a la deformación; III: zona plástica, ya hay 
ruptura de las fibras hasta que se llega a la ruptura completa. [Uribe, 2015] 
Otro comportamiento propio de los ligamentos es el fenómeno de histéresis. Cuando el 
ligamento es estimulado repetidamente con una carga constante, se desarrolla este 
comportamiento a lo largo del eje longitudinal en una curva de carga 
Vs. desplazamiento. El desplazamiento del ligamento incrementa con cada ciclo de carga y 
no-carga. Esto refleja la asociación de histéresis con el desarrollo de creep, cedencia o 
fluencia. 
Efecto de la carga en la reparación del ligamento 
La ruptura parcial o total de los ligamentos se conoce como esguince. Según el grado de 
la lesión, estos se clasifican en grado I, II o III (figura 1.3.3). Esta patología ocasiona 
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cambios en la estructura y fisiología del ligamento, altera la sinergia entre los tejidos 
adyacentes y el movimiento articular y causa un déficit funcional. En la figura 1.3.3 se 
muestran los ligamentos en el pie, de done se puede deducir su función de estabilización 
del pie. Si un ligamento pierde su función debido a una lesión, la articulación del tobillo 
queda mucho más inestable, aumentando la probabilidad de lesión de otro de los 
ligamentos. 
 
Figura 1.3.3: Ligamentos del tobillo. [Robot8A, 2012] 
La reparación del ligamento tras sufrir un esguince, sigue un proceso biológico muy similar 
al observado en la mayoría de los tejidos conectivos del cuerpo: inflamación, proliferación 
y remodelación. En promedio, se requiere alrededor de un año para que el ligamento 
tenga propiedades similares a las de un ligamento no lesionado. Este tiempo depende de 
distintos factores, entre ellos: el medio celular, el género, la edad, el tamaño y contenido 
de la cicatriz, la carga aplicada, las señales hormonales y el grado de la lesión. Sin 
embargo, los factores mecánicos pueden favorecer la calidad y el tiempo de reparación del 
ligamento. 
Los tres tipos básicos de carga mecánica son: tensión, compresión y esfuerzo cortante. 
Aunque los fibroblastos de los tejidos conectivos están sujetos a estas cargas, la carga de 
tracción es la más común para los fibroblastos en tendones y ligamentos. La respuesta 
adaptativa de los tejidos conectivos a esta carga, resulta en incremento del tamaño de las 
estructuras existentes y remodelación de las proteínas de las cuales está constituido el 
tejido. Esto sugiere que los estímulos mecánicos pueden llegar a ser favorables durante la 
etapa de remodelación del ligamento. Por ejemplo, la activación fisiológica o la ejecución 
de movimientos controlados, contribuyen de manera importante en la reparación del 
ligamento. 
Resumen de conceptos importantes 
 Tendones: unen músculo a hueso. 
 Ligamentos: unen hueso a hueso. 
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 Constitución: fibroblastos (20%) y matriz extracelular de colágeneo y proteínas (80%). 
 Ambos tienen comportamiento viscoelásticos. 
 Fibras de colágeno más paralelas en tendones que en ligamentos: carga en una dirección en 
tendones y en varias en ligamentos. 
 Carga en el ligamento: puede acelerar el tiempo de reparación.