Биомеханические св-ва костей,связок,сухожилий,мышц.

Кость

Кость может рассматриваться как двухфазный материал, в котором одна фаза представлена минералом, а другая - коллагеном и основным веществом.

Эпифизы (закруглённые, чаще расширенные, концевые отделы трубчатых костей, формирующих сустав со смежной костью посредством сочленения их суставных поверхностей ) длинных трубчатых костей состоят из губчатой ткани, переходящей в области суставных поверхностей в хрящевую ткань, и содержат минимальное количество компактного вещества. При этом общая масса костной ткани существенно больше, чем в диафизарной (средней) части кости. Такая структура позволяет увеличить площадь, на которую приходится сочленение соседних костей, и уменьшает удельную нагрузку на единицу площади сустава. Переход от диафиза (центральный отдел трубчатой кости, расположенный между эпифизами ) к эпифизу исключает концентрацию напряжения в какой-либо отдельной точке и распределяет, рассеивает силовые напряжения на большую площадь.

Механические свойства двух типов костей различны. Кортикальная кость более жесткая, чем губчатая, выдерживает большее напряжение, но меньшую относительную деформацию до разрыва. Губчатая кость не ломается, пока относительная деформация не превысит 75%. Кортикальная кость разрушается, когда относительная деформация превышает 2%. Благодаря своей пористой структуре губчатая кость имеет большую способность к поглощению энергии.

Все живые ткани, включая костную, помимо прочности имеют специфическую эластичность и не подчиняются закону Гука. В результате этого они обладают способностью не разрушаться при существенных (более 10%) деформациях в условиях многократных нагрузок и восстанавливать исходную форму после устранение нагрузки.

Эластичность живых тканей проявляется в широком диапазоне значений деформаций. При этом в них слабо возрастают или даже остаются постоянными напряжения. Это явление получило название гистерезис.

Кость также обладает анизотропными (неодинаковость физических свойств ) свойствами, обладая различными свойствами в разных плоскостях. Величина прочности кости зависит от способа моделирования и характера опыта, однако в сравнении со сталью ее прочность достигает 10%. Благодаря особой структурной организации кости, обеспечивающей распределение нагрузки, возможно ее сжатие без разрушения.

В результате сжатия происходит укорачивание или деформация кости; клинический ответ на такую деформацию проявляется медленным смещением. Когда к кости прикладываются тянущие силы, деформация без образования трещин может осуществляться приблизительно до 2%. Строение кости, как компактной, так и губчатой, обеспечивает ее растяжение, однако губчатая кость обладает меньшей на 10% растяжимостью по сравнению с компактной костью.

Степень деформации кости определяется пределом прочности при сжатии и скручивающим моментом или степенью упругости. Различные патологические состояния, такие, например, как остеопороз, изменяют микроструктуру кости и ее механические свойства, что влечет за собой повышенный риск переломов.

Мозговой и лицевой отделы черепа имеют образования, которые обеспечивают защиту структур с чувствительной иннервацией (мозг, глаза), а также структур, обеспечивающих жевание. Строение свода черепа, срединной части лица и нижней челюсти обеспечивает эффективную защиту и эффективное функционирование. Череп и срединная часть лица выполняют защитную роль, и поэтому их заживление обычно меньше всего зависит от механических факторов.

Нижняя челюсть наряду с мышцами жевания обеспечивает распределение силы в месте прикрепления зубов и во всей поверхности зубного прикуса. Моделирование нижней челюсти показывает, что сила мышц максимально снижается около угла и ветви нижней челюсти. Силы, направленные в плоскости прикуса, сдвигают нижнюю челюсть вперед, создавая напряжение в альвеолярной области. При восстановлении поврежденной челюсти необходимо обращать внимание на это напряжение.