biomekanik, i vetenskap, studier av biologiska system, särskilt deras struktur och funktion, med hjälp av metoder härledda från mekanik, som handlar om de effekter som krafter har på kroppens rörelse. Ideer och undersökningar relaterade till biomekanik går åtminstone tillbaka till renässansen, när den italienska fysiologen och fysikern Giovanni Alfonso Borelli först beskrev grunden för muskel-och skelettdynamik. Forskning inom biomekanik blev mer känd under 20-talet.
samtida biomekanik är ett tvärvetenskapligt område som kombinerar fysisk och teknisk expertis med kunskap från biologiska och medicinska vetenskaper. Det finns flera specialområden inom biomekanik, såsom kardiovaskulär biomekanik, cellbiomekanik, biomekanik för mänsklig rörelse (särskilt ortopedisk biomekanik), yrkesbiomekanik och sportbiomekanik. Som ett exempel handlar sportbiomekanik om prestationsförbättring och förebyggande av skador hos idrottare. I yrkesmässig biomekanik används biomekanisk analys för att förstå och optimera mekanisk interaktion mellan arbetare och miljön.
biomekanikforskning har drivit ett brett spektrum av framsteg, varav många påverkar det dagliga mänskliga livet. Utvecklingen av arbetets biomekanik fokuserade till exempel på att öka arbetstagarnas effektivitet utan att offra arbetssäkerheten. Det resulterade i utformningen av nya verktyg, möbler och andra delar av en arbetsmiljö som minimerar belastningen på arbetarens kropp. En annan utveckling var klinisk biomekanik, som använder mekaniska fakta, metoder och matematik för att tolka och analysera typisk och atypisk mänsklig anatomi och fysiologi.
under första världskriget och andra världskriget var det betydande fokus på utveckling av protesben för amputerade veteraner, vilket ledde till stora framsteg inom biomekanik och rehabiliteringsmedicin. Arbetet inom det området fokuserade på att öka den mekaniska effektiviteten hos ortopediska implantat, såsom de som används för höft-eller knäbyte. Ett biomekaniskt forskningsbaserat tillvägagångssätt bidrog också till förbättringar i gånganordningar utformade för individer med amputation i underbenet och barn med cerebral pares. Utvecklingen av en ny klass av protesfötter som lagrar och returnerar mekanisk energi under gång möjliggjorde en minskning av metaboliska utgifter hos amputerade och gjorde det möjligt för individer med amputation att delta i atletiska aktiviteter. Den biomekaniskt baserade utformningen av hjälpmedel, såsom rullstolar, och optimering av miljöelement, såsom trappor, gjorde det möjligt för personer med funktionsnedsättning att förbättra sin rörlighet.
tillämpningarna av biomekanik är omfattande. Några exempel inkluderar användningen av biomekanisk analys vid utformningen av implanterbara konstgjorda proteser, såsom konstgjorda hjärtan och blodkärl med liten diameter; vid konstruktion av levande vävnader, såsom hjärtklaffar och intervertebrala skivor; och vid förebyggande av skador relaterade till fordonsolyckor, inklusive kollisioner med låg hastighet med mindre mjukvävnadsskador och höghastighetskollisioner med allvarliga och dödliga skador.