Le protesi in generale si sviluppano alla fine della II guerra mondiale quando molti reduci della guerra avevano bisogno di esse e di una riabilitazione. Lo studio dell'osso nasce già molto tempo prima con
Galeno (129-201) il quale essendo medico dei gladiatori, aveva la possibilità di osservare l'interno del corpo umano, un grande privilegio in quell'epoca in cui erano proibite le autopsie. Colui che fece grandi studi sulle ossa è
Galileo Galilei (1564-1642), questo argomento viene trattato nella sua famosa opera scientifica "
Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze", di cui viene allegato il pdf.
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| Galileo Galilei |
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| copertina dell'opera scritta da Galileo Galilei |
In questa opera studia le dimensioni delle ossa in relazione alla loro resistenza e come viene descritto nell'
articolo allegato : "L'argomentazione di Galileo si può riassumere in questo modo. La lunghezza delle ossa di un animale è all'incirca proporzionale alla sua altezza:
l =
kh, dove
k è una costante di proporzionalità. Se si raddoppia l'altezza, raddoppierà la lunghezza delle ossa. Un topo alto dieci volte il normale avrebbe ossa lunghe dieci volte il normale.
La massa del topo, però, dipende dal suo volume (a parità di densità). Se moltiplichiamo per dieci l'altezza del topo, dobbiamo moltiplicare per dieci anche la sua larghezza e lunghezza. E se è vero che un parallelepipedo è un'approssimazione piuttosto grossolana per un topo, la conseguenza di questa
trasformazione di scala è che il volume del roditore, e quindi la sua massa, aumenteranno di
mille volte. Possiamo scrivere che
m =
kh3, perché la massa è direttamente proporzionale all'altezza elevata al cubo.
Ma, come dimostra Galileo nei
Discorsi, la resistenza di una colonna o di un femore, sotto lo sforzo imposto dal peso del soffitto o dell'animale in esame, dipende dall'
area della sezione della colonna o dell'osso. Una colonna più sottile regge meno peso di una colonna più spessa. Ora, l'area della sezione cresce all'aumentare della larghezza e della lunghezza del nostro topo. Se l'ingrandimento
lineare è di dieci volte, l'ingrandimento della sezione è di
cento volte. Ovvero:
S =
kh2.
La conseguenza necessaria è che un topo dieci volte più alto del normale non potrebbe reggersi sulle zampe, perché queste, in proporzione al peso, sarebbero troppo sottili. L'evoluzione potrebbe produrre dei topi giganteschi: ma soltanto a patto di renderli più massicci e tozzi, di cambiare le loro proporzioni."
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| rappresentazione dell'osso presa dall'opera di Galileo Galilei |
Un altro protagonista della storia dell'osso è
Borelli, il quale scrive un libro "De Motu Animalium", in cui fornisce soluzioni grafiche per molti problemi relativi alla meccanica delle ossa, delle articolazioni e dei muscoli schematizzando i diversi sistemi come leve soggette a carichi.
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| Giovanni Borelli |
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| De Motu Animalium |
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| studi dei carichi sull'osso compiuti da Borelli |
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| studi dei carichi sull'arto inferiore effettuati da Borelli |
