El esqueleto se adapta a su función específica en el organismo. Esta adaptación funcional afecta tanto a la configuración externa del hueso como su estructura microscópica. La naturaleza suele seguir, en general, la ley del mínimo. Así las funciones de carga y de protección se consiguen con un peso mínimo y la máxima eficacia.
La estructura ósea se ha utilizado como modelo para a la construcción de estructuras metálicas ligeras. Al igual que la torre Eiffel. El hueso trabecular está diseñado especialmente para absorber energía procedente de impactos y transmitida por las articulaciones. Desde el punto de vista mecánico, se estudiado que la mejor organización conocida para la absorción de impactos es justamente la de una estructura porosa llena de líquido. Además la estructura del hueso trabecularresponde también a la necesidad de absorber cargas estáticas.
En general, todos los huesos largos distribuyen su material de manera que minimizan las tensiones generadas por las cargas fisiológicas que soportan. Una estructura tubular como la diáfisis femoral es la más adecuada para soportar una amplia gama de demandas de compresión, tracción, flexión y torsión. En cambio, la sección triangular de la tibia es óptima para absorber las demandas de flexión en el plano sagital, que son las que predominan sobre ella durante la marcha.
La minimización del nivel de tensiones en los huesos largos bajo cargas fisiológicas, teniendo en cuenta el diseño arquitectónico, se puede analizar estudiando cuerpos con geometrías sencillas sometidos a diferentes cargas. Con esta idea nació la teoría de columnas de Pauwels, que analiza las demandas que aparecen en el hueso en someterlo a diferentes tipos de carga. El fémur es mecánicamente asimilable a una columna que trabaja en flexión, de modo que en situación de carga queda dividido en una zona de tracción y una de compresión, separadas por una superficie neutra con trayecto en espiral (Torner, 1975) 8. En el hombre, tanto el peso del cuerpo como el resto de fuerzas son siempre excéntricas en relación con el hueso; por tanto, los huesos largos tienen demandas en flexión, pero también en compresión.
Bibliografía: http://hdl.handle.net/10803/2480