Što je to biomehanika?
Za lakše razumijevanje pojma biomehanika, potrebno je pojasniti što je to mehanika.
Mehanika je grana fizike koja se bavi proučavanjem gibanja tijela i proučavanjem sila koja uzrokuju to gibanje. Točnije, mehanika proučava odnos između sila, materije/tijela i gibanja između fizičkih objekata. Onaj dio fizike koji primjenjuje zakone mehanike na živa bića i biološke strukture, zove se biomehanika. To je interdisciplinarno područje znanosti koje proučava pokrete živih bića primjenom znanstvenih principa iz mehanike. Unutar različitih područja postoji interes za proučavanje biomehanike, a neka od njih su kineziologija, inženjerstvo, fizika, biologija, zoologija, medicina i slično, prikazano na slici 1.
Slika 1. Primjer biomehanike različitih pokreta divljih životinja koja je predmet proučavanja u zoologiji (Creative Commons licenca)
Nekima od njih je zanimljivo promatrati ljepotu i zakone pokreta živih bića. Nekima je, s druge strane važno proučavati zakone biomehanike u sportu s ciljem bolje izvedbe određene vježbe ili pokreta kako bi se ostvarili bolji rezultati i/ili povećale granice izdržljivosti lokomotornog sustava. Nadalje, biomehanika je važna u postizanju što boljih (optimalnih) rezultata rehabilitacije nakon pretrpljene ozljede ili nakon liječenja ozljede operativnim zahvatom. Na posljetku, razumijevanje zakona fizike na organizam vodi k napretku razvoja i primjene inovativnih rješenja na dobrobit živih bića. Kod primjene biomehanike na ljudski organizam, biomehanika se dijeli na područja: mišićno-koštane mehanike; srčane mehanike; mehano-elektrokemijskih reakcija mekih i tvrdih tkiva; interakcije stanica-matrica; stanične biomehanike; inženjerstvo funkcionalnih tkiva; funkcionalnu anatomiju zasnovanu na slici te računalno potpomognutu operaciju i operacijsko planiranje. Potrebno je naglasiti da biomehanika ima izrazito važnu primjenu u konstruiranju raznih strojeva, uređaja, aparata, namještaja i vozila s kojima čovjek rukuje ili unutar kojih se čovjek nalazi. Budući da je svako od navedenih područja, koje biomehanika proučava, opširno i složeno, potrebno je svoja istraživanja temeljiti na onom dijelu biomehanike koji se odnosi na predmet istraživanja. Međutim, ponekad je jako teško postaviti granice između područja i ograničiti svoje istraživanje unutar jednog sustava. Razlog tome je da su predmeti proučavanja biomehanike takvi da je njihova problematika istovremeno isprepletena kroz više područja koje biomehanika proučava. Nadalje, teško se kod biomehanike ograničiti i na stručnjake samo jednog područja, primjerice inženjerstva; unutar biomehanike proučavaju se živa bića koja, iako imaju određene fizikalne karakteristike koje su jednake, zapravo su jedinstvena i različita i ne postoje dva u postupnosti jednaka organizma na svijetu, iako pripadaju istoj vrsti ili porodici. Upravo zbog navedenog, biomehanika spada u interdisciplinarni dio znanosti unutar kojeg je potrebno formirati multidisciplinarne timove koje će sačinjavati različiti stručnjaci, s naglaskom na znanstvenike, inženjere i kliničke stručnjake s višegodišnjih iskustvom te ostale stručnjake iz područja matematike, kemije, fizike, kao i odlične majstore, slikovito prikazano na slici 2.
Slika 2. Slikoviti prikaz multidisciplinarnosti u području biomehanike
Izradila: Doc. dr. sc. Petra Bonačić Bartolin, mag.ing.mech.
Reference:
[1] Petra Bonačić Bartolin, Numerical and experimental modeling of anterior cruciate ligament biomechanical implant support of knee joint, Doctoral thesis, 2021.
[2] M. Nordin and V. H. Frankel, Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System, no. v. 1. Lea & Febiger, 1989.
[3] L. Martino, ‘The importance of multidisciplinary teams in a large biomedical research program.’, Conf. Proc. Annu. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. Annu. Conf., vol. 7, pp. 5188–5191, 2004, doi: 10.1109/IEMBS.2004.1404444.
[4] Orthopaedic Biomechanics Made Easy, 1st Edition. Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press, 2015.
[5] D. Knudson, Fundamentals of Biomechanics. Springer US, 2003.