تويت
تُعرف الميكانيكا البيولوجية (Biomechanics) علميًا بأنها دراسة الأنظمة البيولوجية ، ولاسيما بُناها ووظائفها، باستخدام أساليب مُشتقة من الميكانيكا المعنية بتأثيرات القوى على حركة الأجسام، وتعود الأفكار والاستقصاءات المتعلقة بالميكانيكا البيولوجية لعصر النهضة على الأقل، عندما وصف اختصاصي الفيزيولوجيا والفيزياء جيوفاني ألفونسو بوريلي (Giovanni Alfonso Borelli) أساس الديناميكا العضلية والهيكلية لأول مرة، ومن ثم أصبح البحث في مجال الميكانيكا البيولوجيّة أكثر شيوعًا في القرن العشرين.
تُعتبر الميكانيكا البيولوجية المعاصرة مجالًا متعدد الاختصاصات يجمع الخبرات الفيزيائية والهندسية مع المعرفة المأخوذة من العلوم البيولوجية والطبية، ويتضمن اختصاصات مثل الميكانيكا البيولوجيّة القلبية الوعائية، والميكانيكا البيولوجية الخلوية، وتلك المختصة بحركة الإنسان (وخصوصًا الميكانيكا البيولوجيّة المقومة للعظام)، بالإضافة إلى الميكانيكا البيولوجيّة المهنية والرياضية.
الميكانيكا البيولوجيّة
وعلى سبيل المثال، تُعنى الميكانيكا البيولوجيّة الرياضية بتحسين أداء الرياضيين ووقايتهم من الإصابة، ويُستخدم التحليل الميكانيكي البيولوجي في الاختصاص المهني لاستيعاب وتحسين تفاعل العاملين ميكانيكيًا مع البيئة.
تدعم الأبحاث في مجال الميكانيكا البيولوجيّة مجالًا واسعًا من التطورات، والتي يؤثر الكثير منها على حياة البشر اليومية، فقد ركّز تطوير الميكانيكا البيولوجيّة المعنية بالعمل على زيادة فعالية العاملين دون التضحية بسلامتهم، وأدى لتصميم أدوات، وأثاث، وعناصر عملية أخرى جديدة قللت من الحمل المُلقى على جسد العامل، كما طُوِرت الميكانيكا البيولوجية السريرية لتوظف حقائق، ومنهجيات ورياضيات ميكانيكية لتفسير تشريح الجسم البشري وفيزيولوجيته النمطيين وغير النمطيين وتحليلهما.
تركز الاهتمام خلال الحربين العالميتين الأولى والثانية على تطوير أطراف اصطناعية للمحاربين القدامى مبتوري الأطراف، ما أدى لتقدم كبير في الميكانيكا البيولوجيّة والطب التأهيلي، وقد ركز البحث في هذا المجال على زيادة الفعالية الميكانيكية للغرسات المقومة للعظام، كتلك المُستخدمة للورك أو الركبة الاستعاضيين، كما ساهمت المقاربات المبنية على أبحاث في الميكانيكا البيولوجية لتطورات في أجهزة المشي المصممة لأفراد مبتوري الساق من الأسفل أو الأطفال المصابين بشلل دماغي.
وقد أتاح تصميم صنف جديد من الأقدام الصناعية يخزن الطاقة الميكانيكية أثناء المشي ويعيدها تقليل الصرف الاستقلابي لدى مبتوري الأطراف، ومكنهم من المشاركة في نشاطات رياضية، كما سمح تصميم أجهزة مساعدة، مثل الكرسي المتحرك، استنادًا لأبحاث الميكانيكية البيولوجية ، وتحسين العوامل المحيطة ما أمكن، للأفراد ذوي الإعاقات بالتحرك بسهولة أكبر.
تمتلك الميكانيكا البيولوجية مجالًا واسعًا من التطبيقات، من بينها استخدام التحليل الميكانيكي البيولوجي في تصميم بِدلات اصطناعية قابلة للغرس، مثل القلب الاصطناعي والأوعية الدموية صغيرة القطر، والأنسجة الحية، مثل صمامات القلب والأقراص بين الفقرات، والوقاية من الإصابات المتعلقة بحوادث المركبات، بما فيها الاصطدامات منخفضة السرعة التي تتضمن الإصابات الثانوية للأنسجة الرخوة، وتلك عالية السرعة التي تتضمن إصابات شديدة وقاتلة.
تُعتبر الميكانيكا البيولوجية المعاصرة مجالًا متعدد الاختصاصات يجمع الخبرات الفيزيائية والهندسية مع المعرفة المأخوذة من العلوم البيولوجية والطبية، ويتضمن اختصاصات مثل الميكانيكا البيولوجيّة القلبية الوعائية، والميكانيكا البيولوجية الخلوية، وتلك المختصة بحركة الإنسان (وخصوصًا الميكانيكا البيولوجيّة المقومة للعظام)، بالإضافة إلى الميكانيكا البيولوجيّة المهنية والرياضية.
الميكانيكا البيولوجيّة
وعلى سبيل المثال، تُعنى الميكانيكا البيولوجيّة الرياضية بتحسين أداء الرياضيين ووقايتهم من الإصابة، ويُستخدم التحليل الميكانيكي البيولوجي في الاختصاص المهني لاستيعاب وتحسين تفاعل العاملين ميكانيكيًا مع البيئة.
تدعم الأبحاث في مجال الميكانيكا البيولوجيّة مجالًا واسعًا من التطورات، والتي يؤثر الكثير منها على حياة البشر اليومية، فقد ركّز تطوير الميكانيكا البيولوجيّة المعنية بالعمل على زيادة فعالية العاملين دون التضحية بسلامتهم، وأدى لتصميم أدوات، وأثاث، وعناصر عملية أخرى جديدة قللت من الحمل المُلقى على جسد العامل، كما طُوِرت الميكانيكا البيولوجية السريرية لتوظف حقائق، ومنهجيات ورياضيات ميكانيكية لتفسير تشريح الجسم البشري وفيزيولوجيته النمطيين وغير النمطيين وتحليلهما.
تركز الاهتمام خلال الحربين العالميتين الأولى والثانية على تطوير أطراف اصطناعية للمحاربين القدامى مبتوري الأطراف، ما أدى لتقدم كبير في الميكانيكا البيولوجيّة والطب التأهيلي، وقد ركز البحث في هذا المجال على زيادة الفعالية الميكانيكية للغرسات المقومة للعظام، كتلك المُستخدمة للورك أو الركبة الاستعاضيين، كما ساهمت المقاربات المبنية على أبحاث في الميكانيكا البيولوجية لتطورات في أجهزة المشي المصممة لأفراد مبتوري الساق من الأسفل أو الأطفال المصابين بشلل دماغي.
وقد أتاح تصميم صنف جديد من الأقدام الصناعية يخزن الطاقة الميكانيكية أثناء المشي ويعيدها تقليل الصرف الاستقلابي لدى مبتوري الأطراف، ومكنهم من المشاركة في نشاطات رياضية، كما سمح تصميم أجهزة مساعدة، مثل الكرسي المتحرك، استنادًا لأبحاث الميكانيكية البيولوجية ، وتحسين العوامل المحيطة ما أمكن، للأفراد ذوي الإعاقات بالتحرك بسهولة أكبر.
تمتلك الميكانيكا البيولوجية مجالًا واسعًا من التطبيقات، من بينها استخدام التحليل الميكانيكي البيولوجي في تصميم بِدلات اصطناعية قابلة للغرس، مثل القلب الاصطناعي والأوعية الدموية صغيرة القطر، والأنسجة الحية، مثل صمامات القلب والأقراص بين الفقرات، والوقاية من الإصابات المتعلقة بحوادث المركبات، بما فيها الاصطدامات منخفضة السرعة التي تتضمن الإصابات الثانوية للأنسجة الرخوة، وتلك عالية السرعة التي تتضمن إصابات شديدة وقاتلة.