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Las fallas articulares incluyen lesiones ligamentosas (esguinces), daño meniscal, dislocaciones e inestabilidad articular. Los ligamentos actúan como restricciones pasivas al movimiento articular excesivo; cuando la fuerza de distracción supera su resistencia última, se produce la lesión (grados I a III). La inestabilidad articular post-lesión ocurre porque el ligamento roto no puede limitar el desplazamiento articular anormal (laxitud), lo que aumenta el riesgo de lesiones secundarias. La dislocación se produce cuando la fuerza de contacto articular pierde su dirección normal: el componente tangencial supera la restricción pasiva y activa de la articulación. La presión de contacto articular (modelo de Hertz) se concentra en áreas reducidas tras la lesión, acelerando la degradación del cartílago. El modelo de muelles viscoelásticos describe la respuesta del complejo ligamentoso bajo carga. La laxitud articular se mide como el desplazamiento articular bajo una fuerza estándar (p. ej., 150 N de carga anterior en la rodilla).

ID:('ky', 473)

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$F_{rupt,lig}=\sigma_{ult,lig}A_{lig}$

Variables

$sigma_{ult,lig}$

Resistencia última ligamentosa

$Pa$

$F_{rupt,lig}$

Fuerza de rotura ligamentosa

$N$

$A_{lig}$

Área ligamentosa

$m²$

ID:('gm', 4198)

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$k_{lig,res}=k_{lig}(1-I)$

Variables

$I$

Grado de lesión

$1$

$k_{lig}$

Rigidez ligamentosa normal

$N/m$

$k_{lig,res}$

Rigidez residual

$N/m$

ID:('gm', 4199)

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$\delta_{art}=F_{prueba}/k_{lig,res}$

Variables

$k_{lig,res}$

Rigidez residual

$N/m$

$F_{prueba}$

Fuerza estándar de prueba

$N$

$delta_{art}$

Laxitud articular

$m$

ID:('gm', 4200)

Storyboard

$\delta_n=F_{prueba}/k_{lig}$

Variables

$k_{lig}$

Rigidez ligamentosa normal

$N/m$

$F_{prueba}$

Fuerza estándar de prueba

$N$

$delta_n$

Laxitud normal

$m$

ID:('gm', 4201)

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$M_{valgo}=F_{GRF}d_{valgo}$

Variables

$F_{GRF}$

Fuerza de reacción del suelo

$N$

$M_{valgo}$

Torque desestabilizador

$N·m$

$d_{valgo}$

Brazo de momento valgo

$m$

ID:('gm', 4202)

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$p_{max,l}=3F_{cont}/(2\pi a_{c,l}^2)$

Variables

$p_{max,l}$

Presión máxima de contacto

$Pa$

$F_{cont}$

Fuerza de contacto articular

$N$

$a_{c,l}$

Radio de contacto lesionado

$m$

ID:('gm', 4203)

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$\delta_{ant}=F_{ant}/k_{LCA}$

Variables

$k_{LCA}$

Rigidez del LCA

$N/m$

$F_{ant}$

Fuerza anterior de rodilla

$N$

$delta_{ant}$

Translación anterior

$m$

ID:('gm', 4204)

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$F_{lig}=k_{lig,res}\delta+\eta_{lig}\dot{\delta}$

Variables

$eta_{lig}$

Viscosidad ligamentosa

$N·s/m$

$k_{lig,res}$

Rigidez residual

$N/m$

$delta$

Desplazamiento ligamentoso dinámico

$m$

$t$

Tiempo

$s$

ID:('gm', 4205)

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$E_{lesion}=\frac12k_{lig,res}\delta_{rupt}^2$

Variables

$k_{lig,res}$

Rigidez residual

$N/m$

$E_{lesion}$

Energía absorbida en lesión

$J$

$delta_{rupt}$

Desplazamiento de rotura

$m$

ID:('gm', 4206)

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$R_{disloc}=F_{tang}/(F_{rest,p}+F_{rest,a})$

Variables

$R_{disloc}$

Índice relativo de dislocación

$1$

$F_{tang}$

Fuerza tangencial articular

$N$

$F_{rest,a}$

Restricción activa

$N$

$F_{rest,p}$

Restricción pasiva

$N$

ID:('gm', 4207)