骨的生物力学.ppt

　 　2）松质骨对应力的反应： 　　骨松质的疏松度为30％～90％， 　　其应力—应变特征与密质骨有很大差异。 　　松质骨在屈服之后，骨小梁进行性断裂，使拉力负荷很快减低，低于应变水平。 　　松质骨在拉力负荷下的能量吸收能力明显降低。 第三十页，共七十三页，2022年，8月28日 　　2.骨密质在受载时的生物力学特性　 　　人类骨骼80%是皮质骨。 　　在受载时与骨松质相比，骨密质在断裂前应变较小，其应变超过原长的2％时就发生断裂，而骨松质的应变超过7％时才断裂，这与密质骨的疏松度及能量储存能力较松质骨小有关。 第三十一页，共七十三页，2022年，8月28日 　 3.骨松质在受载时的生物力学特性　 　 骨松质具有多孔结构而具有较高的能量储存能力。（1）骨松质的结构特点： 　 骨松质由针状或片状骨小梁相交织成网状结构。 　 其显微结构分为四种基本结构类型： 　　针状非对称形开放网格、 　　片状非对称形封闭网格、 　　针状圆柱体形开放网格、 　　片状圆柱体形封闭网格。 第三十二页，共七十三页，2022年，8月28日 　　2).骨松质结构特征与应力适应性　 ★骨松质的网格形式与其结构密度有密切关系。 　不同部位骨松质具有着不同类型的显微结构。 ★骨松质的结构密度与其所受的应力大小成正比，在密度相对较低的骨松质部位，骨小梁主要表现为开放型的针状结构； 　在密度相对较高的骨松质部位，形成封闭式的片状 结构；中等密度时，结构由针状和片状网格混合而成。 ★骨小梁的排列方向依赖于作用在骨松质上的应力的 大小、方向和力的类型。 第三十三页，共七十三页，2022年，8月28日 　　 　3）骨松质粘弹性性质与蠕变　 　　骨松质具有粘弹性性质和蠕变性质，在一定应力作用下，其蠕变将随时间而变化，蠕变在开始时速度快，　　　　　继之变慢，最后速度又变快。 第三十四页，共七十三页，2022年，8月28日 五、骨折的生物力学 骨的完整性或连续性中断时称骨折。其常见原因有直接暴力、间接暴力、肌拉力、积累劳损及骨骼疾病。骨折往往与骨所受的拉伸、挤压、弯曲等载荷密切相关。 第三十五页，共七十三页，2022年，8月28日 (一) 骨的受载形式与骨折类型的关系 如前所述，在日常生活及运动中骨常受到拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转载荷和复合载荷，并产生各种变形。当骨的载荷超过了其生理承受极限时便会产生各种相应类型的骨折。因此，常见的骨折类型与骨所受载荷的形式有关，一般包括有：拉伸、压缩、弯曲、旋转和压力联合弯曲5种基本形式所致的骨折。这些类型的骨折与临床上所观察到的骨折类型相一致，只不过临床上常见的骨折往往是由多种负荷所致，其骨折类型也更为复杂多样，尤其在高能量负荷的作用下，由于应变率很快，则有可能引起严重的粉碎性骨折。 由拉力、压力、旋转、弯曲和压力联合弯曲造成的骨折类型。 第三十六页，共七十三页，2022年，8月28日 　 　五、骨折的生物力学 　　骨的完整性或连续性中断时称骨折。 　　 常见原因有： 　　　　直接暴力、 　　　　间接暴力、 　　　　肌拉力、 　　　　积累劳损及骨骼疾病。 第三十七页，共七十三页，2022年，8月28日 　 (一) 骨的受载形式与骨折类型的关系 　常见的骨折类型与骨所受载荷的形式有关， 　　一般包括有：拉伸、压缩、弯曲、 　　　　　　　　旋转和压力联合弯曲 　　　　　　　　　5种基本形式所致的骨折。 　　　 第三十八页，共七十三页，2022年，8月28日 （二）骨折的生物力学原理 　1.骨受拉伸载荷所致的骨折　 　　其断裂的机理主要为骨组织结合线的分离和骨单位的脱离。 　　临床上，拉伸载荷所致的骨折常见于骨松质，表现形式多为撕裂性骨折。如跟腱附着点附近的跟骨骨折。 第三十九页，共七十三页，2022年，8月28日 　 2.骨受压缩载荷所致的骨折　 　 其机制主要是骨单位的斜行破裂。 　 如运动员在单杠失手或跳伞落地技术不正确时所导致的胸腰椎骨折，其原因大多是由高处落下臀部着地时受瞬间冲力引起。瞬间冲力沿纵向挤压，产生椎体的压缩骨折，椎体在高压缩载荷下发生缩短且变宽。 　　压缩载荷所致的骨折常见于椎体。 第四十页，共七十三页，2022年，8月28日  　　3.骨受剪切载荷所致的骨折　 　　当一对相距很短、方向相反的力的作用于骨时 往往会产生剪切骨折。 　　其骨折通常见于骨松质，如股骨髁和胫骨平台骨折。 　 　　4.骨受弯曲载荷所致的骨折　 当骨骼的弯曲载荷承受极限超出外力的突然袭击时，造成拉应力大于压应力，发生骨组织的弯曲断裂。  第四十一页，共七十三页，2022年，8月28日