biomechanisch

Biomechanisch bezeichnet die Anwendung mechanischer Prinzipien auf lebende Organismen und deren Systeme. Im Kern umfasst die Biomechanik die Untersuchung von Kräften, Bewegungen und Materialeigenschaften von Knorpel, Knochen, Muskeln, Sehnen sowie von Zellen und Geweben in biologischen Kontexten. Ziel ist es, die Mechanismen der Bewegung zu verstehen, Belastungen abzuschätzen und Funktionen sowie Fehlstellungen zu bewerten.

Historisch entwickelte sich der Bereich aus der Biomechanik als interdisziplinäre Verbindung von Physik, Ingenieurwissenschaften, Biologie und Physiologie. Typische Forschungsfelder umfassen Skelettmechanik, Muskel- und Sehnenmechanik, Blutgefäß- und Gewebedynamik sowie zelluläre und Gewebemechanik. Dabei werden statische und dynamische Aspekte der Bewegung, Belastungszustände und Materialeigenschaften untersucht, um gesundheitsrelevante Prozesse und Anpassungen besser zu verstehen.

Methoden derBiomechanik verbinden experimentelle und rechnergestützte Ansätze. Zu den gängigen Techniken gehören Bewegungsanalyse mit Marker- oder Markerless-Motion-Capture, Kraftmessplatten und Elektromyografie (EMG); bildgebende Verfahren wie Röntgen, MRI, CT und Ultraschall; sowie computergestützte Modelle wie musculoskeletal Modeling, Finite-Elemente-Analysen und Computational Fluid Dynamics. Diese Werkzeuge ermöglichen sowohl das Verständnis natürlicher Bewegungen als auch die Bewertung von Implantaten, Prothesen und Rehabilitationstechniken.

Anwendungen der Biomechanik finden sich in der Medizin, insbesondere Orthopädie, Rehabilitation und Prothetik, sowie in der Sportwissenschaft, Ergonomie, Robotik und der Entwicklung bioinspirierter Technologien. Die Disziplin bleibt interdisziplinär und wird durch Fortschritte in Modellierung, Bildgebung und Sensorik stetig erweitert.