Kuten komponentit bio ja mekaniikka viittaavat, sana biomechanics on biologisten järjestelmien mekaaninen tutkimus. Tämä tiede pitää kehoa koneena ja yrittää ymmärtää sen liikkuvia osia käyttämällä insinöörien usein käyttämiä fyysisiä periaatteita. Nivelten biomekaniikka on yksinkertaisesti tämä tiede, jota sovelletaan erityisesti kehon niveliin.
Nivelet ovat paikkoja, joissa kaksi tai useampia luita kohtaavat. Nämä luut eivät sovi maagisesti yhteen kuin anatomiset palapelit, vaan ovat pikemminkin sulautuneet erilaisiin rustorakenteisiin, joita kutsutaan nivelsiteiksi. Myös luut yhdistyvät lihaksiin ja jänteisiin. Nivelet voivat liikkua monella eri tavalla niiden sijainnin ja luiden mukaan.
Olkapään ja polven vertaaminen ovat kaksi esimerkkiä nivelten biomekaniikasta. Olkapää mahdollistaa liikkeen lähes joka suuntaan. Tämä johtuu sen ainutlaatuisesta koostumuksesta. Polvi, päinvastoin, sallii vain jalan taipumisen ja laajentamisen – silti hyödyllisiä liikkeitä, mutta ei läheskään yhtä vapaasti kuin olkapää.
On olemassa monia erilaisia niveliä, jotka voivat antaa vihjeitä kyvyistään liikkua. On olemassa pallo- ja hylsy-, kääntö- ja liukuliitoksia. Muita tyyppejä ovat konyloidi-, sarana- ja satulaliitokset. Jokainen luun sulautumistyyppi saa aikaan nivelten erilaisen biomekaniikan. Jotkut on suunniteltu rajoittavammiksi ja vakaammiksi, kun taas toiset näyttävät sijoittuvan yksinomaan vapaaseen liikkuvuuteen.
Nivelten biomekaniikan tutkiminen on tärkeää monista eri syistä. Uuden tiedon kerääminen siitä, miten liike, voimat ja stressi vaikuttavat niveliin, voi auttaa hoitamaan vammoja, parantamaan suorituskykyä ja ehkäisemään kroonista kipua ja sairauksia. Useimmat nivelten biomekaniikan tutkimiseen osallistuneet tutkijat tekevät niin tarkastelemalla ja analysoimalla tiettyjä liikkeitä ja käyttämällä näitä tietoja hypoteeseihin ja johtopäätöksiin tavoista, joilla ihmiset voivat liikkua paremmin.
Nivelet ovat erityisen ongelmallinen kehon alue. Ensinnäkin monet autoimmuunisairaudet kohdistuvat niveliin. Toiseksi ne ovat korkean stressin ja aktiivisuuden paikkoja, jotka mahdollistavat myös luiden hankautumisen päällekkäin. Kaikki nämä tekijät vaikuttavat erityisesti nivelten biomekaniikan tutkimuksen tärkeyteen. Terveydenhuollon ammattilaiset voivat oppia tutkijoiden käyttämästä uudesta tiedosta ja soveltaa sitä tavalla, joka tarjoaa tosielämän ratkaisuja nivelongelmista kärsiville.