Biomechanik, in der Wissenschaft, das Studium biologischer Systeme, insbesondere ihrer Struktur und Funktion, unter Verwendung von aus der Mechanik abgeleiteten Methoden, die sich mit den Auswirkungen von Kräften auf die Bewegung von Körpern befassen. Ideen und Untersuchungen zur Biomechanik reichen mindestens bis in die Renaissance zurück, als der italienische Physiologe und Physiker Giovanni Alfonso Borelli erstmals die Grundlagen der Muskel- und Skelettdynamik beschrieb. Die Forschung in der Biomechanik wurde im 20.Die zeitgenössische Biomechanik ist ein multidisziplinäres Feld, das physikalische und technische Expertise mit Wissen aus den biologischen und medizinischen Wissenschaften kombiniert. Es gibt mehrere Spezialgebiete in der Biomechanik, wie kardiovaskuläre Biomechanik, Zellbiomechanik, Biomechanik der menschlichen Bewegung (insbesondere orthopädische Biomechanik), Berufsbiomechanik und Sportbiomechanik. Zum Beispiel befasst sich die Sportbiomechanik mit Leistungsverbesserung und Verletzungsprävention bei Sportlern. In der Arbeitsbiomechanik wird die biomechanische Analyse verwendet, um die mechanische Interaktion von Arbeitnehmern mit der Umwelt zu verstehen und zu optimieren.Die Biomechanik-Forschung hat eine Vielzahl von Fortschritten vorangetrieben, von denen viele das tägliche menschliche Leben beeinflussen. Die Entwicklung der Biomechanik der Arbeit konzentrierte sich beispielsweise auf die Steigerung der Effizienz der Arbeitnehmer, ohne die Arbeitssicherheit zu beeinträchtigen. Dies führte zur Entwicklung neuer Werkzeuge, Möbel und anderer Elemente einer Arbeitsumgebung, die die Belastung des Körpers des Arbeiters minimieren. Eine weitere Entwicklung war die klinische Biomechanik, die mechanische Fakten, Methoden und Mathematik verwendet, um typische und atypische menschliche Anatomie und Physiologie zu interpretieren und zu analysieren.Während des Ersten und Zweiten Weltkriegs lag der Schwerpunkt auf der Entwicklung von Prothesen für amputierte Veteranen, was zu großen Fortschritten in der Biomechanik und Rehabilitationsmedizin führte. Die Arbeiten in diesem Bereich konzentrierten sich auf die Erhöhung der mechanischen Effizienz orthopädischer Implantate, wie sie beispielsweise für Hüft- oder Knieersatzteile verwendet werden. Ein biomechanischer forschungsbasierter Ansatz trug auch zu Verbesserungen bei Gehgeräten bei, die für Personen mit Unterschenkelamputation und Kinder mit Zerebralparese entwickelt wurden. Die Entwicklung einer neuen Klasse von Prothesenfüßen, die mechanische Energie während des Gehens speichern und zurückgeben, ermöglichte eine Verringerung des Stoffwechselaufwands bei Amputierten und ermöglichte es Personen mit Amputation, an sportlichen Aktivitäten teilzunehmen. Das biomechanisch basierte Design von Hilfsmitteln wie Rollstühlen und die Optimierung von Umweltelementen wie Treppen ermöglichten es Menschen mit Behinderungen, ihre Mobilität zu verbessern.
Die Anwendungen der Biomechanik sind vielfältig. Einige Beispiele umfassen die Verwendung der biomechanischen Analyse bei der Konstruktion implantierbarer künstlicher Prothesen, wie künstliche Herzen und Blutgefäße mit kleinem Durchmesser; in der Technik von lebenden Geweben, wie Herzklappen und Bandscheiben; und in der Verletzungsprävention im Zusammenhang mit Fahrzeugunfällen, einschließlich Kollisionen mit niedriger Geschwindigkeit mit geringfügigen Weichteilverletzungen und Kollisionen mit hoher Geschwindigkeit mit schweren und tödlichen Verletzungen.