BIOMECHANIKA ŠLACHY, VAZY, CHRUPAVKA



Podobné dokumenty
BIOMECHANIKA BIOMECHANIKA KOSTERNÍHO SUBSYSTÉMU

tuhost, elasticita, tvrdost, relaxace a creep, únava materiálu, reologické modely, zátěž a namáhání

Název školy: Střední odborná škola stavební Karlovy Vary Sabinovo náměstí 16, Karlovy Vary Autor: Hana Turoňová Název materiálu:

TYPY KLOUBNÍCH SPOJENÍ

Modelování a aproximace v biomechanice

Biomechanika kosterní soustavy člověka

PÁTEŘ. Komponenty nosná hydrodynamická kinetická. Columna vertebralis 24 pohybových segmentů, 40 % délky těla

Reologie a biomechanika

Summer Workshop of Applied Mechanics. Vliv mechanického zatížení na vznik a vývoj osteoartrózy kyčelního kloubu

BIOMECHANIKA BIOMECHANIKA KLOUBŮ

Živá soustava, hierarchie ž.s.

Pojivo, mezibuněčná hmota a nárazníková funkce biologických struktur

Pevnost kompozitů obecné zatížení

ČLOVĚK. Antropologie (z řeckého anthrópos člověk) - snaží se vytvořit celkový obraz člověka

:25 1/5 1. přednáška

BIOLOGIE ČLOVĚKA BUŇKA TKÁŇ ORGÁN

Vazivo. Chrupavka. Kost

Katedra textilních materiálů ENÍ TEXTILIÍ PŘEDNÁŠKA 7 MECHANICKÉ VLASTNOSTI

Chrupavka a kost. Osifikace 605

Druhy tkání. Autor: Mgr. Vlasta Hlobilová. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý. Vzdělávací oblast: přírodopis

EPITELOVÁ TKÁŇ. šita. guru. sthira. ušna. mridu višada. drva. laghu. čala. Epitelová tkáň potní žlázy. Vše co cítíme na rukou, je epitelová tkáň

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.3 Pevnost krystalických materiálů

Přetváření a porušování materiálů

BIOMECHANIKA MĚKKÝCH TKÁNÍ

Chrupavka a kost. Osifikace BST-30

Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/

DRUHY SPORTOVNÍ MASÁŽE

Pružné spoje Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují

BIOMECHANIKA SPORTU ODRAZ

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Šablona č Přírodopis. Opakování: Kosterní soustava člověka

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

Zapojení odporových tenzometrů

Mechanika kontinua. Mechanika elastických těles Mechanika kapalin

Reologické modely technických materiálů při prostém tahu a tlaku

Historie a struktura geomříží a cesta k TriAxu I.

Biomechanická studie patologicky vyvinutého kyčelního spojení z hlediska následných chirurgických operací

Krevní oběh. Helena Uhrová

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Co by mohl (budoucí) lékař vědět o materiálech tkáňových výztuží či náhrad. 20. března 2012

DEFORMAČNĚ NAPĚŤOVÁ ANALÝZA TEP KOLENNÍHO KLOUBU / STRESS- STRAIN ANALYSIS OF TOTAL KNEE REPLACEMENT

Vazivová tkáň - vazivo

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.9 Plasticita a creep

Nauka o materiálu. Přednáška č.3 Pevnost krystalických materiálů

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

Prů r v ů od o c d e e T -ex e kur u z r í Pe P t e r t a a M e M n e y n ja j r a ov o á

Bez PTFE a silikonu iglidur C. Suchý provoz Pokud požadujete dobrou otěruvzdornost Bezúdržbovost

Voigtův model kompozitu

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

6. Viskoelasticita materiálů

Nejmenší jednotka živého organismu schopná samostatné existence. Výměnu látek Růst Pohyb Rozmnožování Dědičnost

Požadavky na technické materiály

Porušení hornin. J. Pruška MH 7. přednáška 1

DVA ZÁKLADNÍ PROBLÉMY PLASTICITY KOVŮ

Číslo. Relaxace předpínací výztuže. úbytek napětí v oceli při časově neměnné deformaci (protažení) Soudržnost předpínací výztuže s betonem

Stavební hmoty. Přednáška 3

Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/

Anotace: Žáci se během prezentace seznámili s kosterní soustavou, s nejdůležitějšími částmi kost. soustavy. Prezentace trvala 35 minut.

iglidur UW500 Pro horké tekutiny iglidur UW500 Pro použití pod vodou při vysokých teplotách Pro rychlé a konstantní pohyby

2. Histologie: pojivové tkáně

Nelineární problémy a MKP

Nauka o materiálu. Přednáška č.12 Keramické materiály a anorganická nekovová skla

Konsolidace zemin Stlačení vrstev zeminy je způsobené změnou napětí v zemině např. vnesením vnějšího zatížení do zeminy

EU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/

7 Lineární elasticita

Pro vysoké rychlosti pod vodou

ρ 490 [lb/ft^3] σ D 133 [ksi] τ D 95 [ksi] Výpočet pružin Informace o projektu ? 1.0 Kapitola vstupních parametrů

Kap. 3 Makromechanika kompozitních materiálů

Dřevo hlavní druhy dřeva, vlastnosti, anizotropie

Typy zlepšování zeminy. Hloubkové Mělké - povrchové

Kapitola 3.6 Charakterizace keramiky a skla POVRCHOVÉ VLASTNOSTI. Jaroslav Krucký, PMB 22

STANOVENÍ PEVNOSTI V TAHU U MĚKKÝCH OBALOVÝCH FÓLIÍ

ZKOUŠKY MECHANICKÝCH. Mechanické zkoušky statické a dynamické

Vysoké teploty, univerzální

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ strojní součásti. Přednáška 11

Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí

Zrání hovězího masa - proč je třeba a jak se provádí. Josef Kameník

Svarové spoje. Svařování tavné tlakové. Tlakové svařování. elektrickým obloukem plamenem termitem slévárenské plazmové

Kinetická analýza. jak staticky tak dynamicky a určit situaci, která způsobuje krajní momenty a síly.

Anatomie I přednáška 3. Spojení kostí. Klouby.

Experimentální zjišťování charakteristik kompozitových materiálů a dílů

Hodnocení vlastností folií z polyethylenu (PE)

LOGO. Struktura a vlastnosti pevných látek

Funkce pružiny se posuzuje podle průběhu a velikosti její deformace v závislosti na působícím zatížení.

Nespojitá vlákna. Technická univerzita v Liberci kompozitní materiály 5. MI Doc. Ing. Karel Daďourek 2008

Šroubovitá pružina válcová tlačná z drátů a tyčí kruhového průřezu [in] 1.3 Provozní teplota T 200,0 1.4 Provozní prostředí

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Viskoelasticita. určeno pro praktikum fyziky Jihočeské univerzity, verze

Kontraktantní/dilatantní

Aktuální trendy v oblasti modelování

Pohyby se provádějí plynule, tahem bez trhání a švihu. Vedený pohyb je účinný a zabrání možnému poškození svalových vláken.

PŘEHLED OBECNÉ HISTOLOGIE

NAUKA O MATERIÁLU I. Přednáška č. 03: Vlastnosti materiálu II (vlastnosti mechanické a technologické, odolnost proti opotřebení)

Produktová řada Elektricky vodivý Vysoká pevnost v tlaku Dobrá tepelná odolnost Vysoká hodnota pv Dobrá chemická odolnost

Anatomie I přednáška 2. Pojiva. Stavba kostí. Typy kostí. Růst a vývoj kostí.

Základní vlastnosti stavebních materiálů

Teplotně a chemicky odolný, FDA kompatibilní iglidur A500

Pružnost a pevnost. 6. přednáška 7. a 14. listopadu 2017

Kancelář stavebního inženýrství s.r.o. Statický výpočet

Transkript:

BIOMECHANIKA ŠLACHY, VAZY, CHRUPAVKA

FUNKCE ŠLACH A VAZŮ Šlachy: spojují sval a kost přenos svalové síly na kost nebo chrupavku uložení elastické energie Vazy: spojují kosti stabilizace kloubu vymezení rozsahu pohybu

STRUKTURA ŠLACH A VAZŮ Základní protein vláknitý kolagen levotočivá trojitá šroubovice ( lanovitá tuhá molekula) Složení: kolagen (80 %), elastin, proteoglykan, fibronectin Ve vysušené tkání je množství kolagenu větší u šlach (více než 90 %).

STRUKTURA ŠLACH A VAZŮ Elastinová vlákna pružná deformace až 200 % Kolagenní vlákna pevnější a tužší 1 směr dominantního zatížení mimoosové, v menším rozsahu

STRUKTURA VAZŮ Vlákna a svazky vláken se mohou (přední vaz zkřížený) a nemusí (vnitřní pobočný vaz) sdružovat do snopců Kosterní vazy 1,5 % vláknitého elastinu X Elastický vaz (ligamentum flavum) elastinová vlákna s dvojnásobným průměrem

BIOMECHANICKÉ VLASTNOSTI ŠLACH A VAZŮ Vysoké elastické vlastnosti vazu (elasticického) při nízké hysterezi Běžné aktivity: zatížení je asi 1/4 až 1/3 meze pevnosti protažení o 5 % klidové délky

BIOMECHANICKÉ VLASTNOSTI ŠLACH A VAZŮ pevnost svalu v tahu pevnost šlachy v tahu = 1 2 až 4 První část konkávní Druhá část lineární

NAPOJENÍ ŠLACH A VAZŮ NA KOST Přenos sil ze svalu na kost Tuhost a pevnost šlachy bez výrazné deformace Šlacha může uložit a uvolnit elastickou deformační energii s minmální ztrátou 4 vrstvy pro napojení kosti a vazu

SPOJENÍ ŠLACHY A SVALU Plochá šlacha hlavní význam pro vlastnosti spojení Sval šlacha větší průřez svalu větší zátěž šlachy Spojení šlachy a svalu zřasení membrány zvětšení plochy kontaktu až 22x ostrý úhel možnost přenášet i smyková napětí

VEDENÍ ŠLACHY Vedení šlachy přes kloub kostní vyvýšeniny pouzdra pojivové tkáně pomocí šlachového vazu Pouzdro je tvořeno dvěma membránami visceral, parietal

VISKOELASTICITA ŠLACH A VAZŮ Elastický základ + viskózní tekutina k deformaci nedochází okamžitě Konstantní nízká zátěž (využití při idiopatické skolióze) Pozvolné protahování x švihové provedení Mez pevnosti: 42 210 MPa

VLIV IMOBILIZACE NA VLASTNOSTI VAZŮ Změna modulu pružnosti až o 50 % Remobilizace časově mnohem delší než imobilizace Přetržení vazu: Nižší rychlost 28 % střed, 57 % od tibie Vyšší rychlost 66 %, 28 % Při přiměřeném přetěžování zlepšení mechanických vlastností; po odeznění rozdíly vymizí

ZMĚNY BIOMECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ ŠLACH A VAZŮ Po 40 týdnech po zranění jsou kolagenní fibrily odlišné od původního stavu.

STRUKTURA KLOUBNÍ CHRUPAVKY (sklovitá, hyalinní) Funkce: přenos tlaku z kosti na kost snížení tření tlumení rázových sil Šířka vrstvy: 1-5 mm (2-3 mm) 1 cm Kolagen nejčastěji zastoupená bílkovina v lidském těle (hlavní složka mezibuněčné hmoty) Kolagenní vlákna (tenčí než u vazů) odolnost proti natažení

BIOMECHANICKÉ VLASTNOSTI KLOUBNÍ CHRUPAVKY Mechanická odezva Orientace kolagenních fibril Nehomogenita vrstev Biomechanické vlastnosti tkáně Povrchová nejslabší, jemné, husté svazky fibril tlaková napětí Střední nejtlustší, nahromadění proteoglykanu a vody tahová napětí Hluboká největší, orientovaná kolmo k povrchu kosti Zvápenatělá chrupavka zvlněná transformace smykových napětí na tlaková

BIOMECHANICKÉ VLASTNOSTI KLOUBNÍ CHRUPAVKY Porézní permeabilní látka, která je schopná pohlcovat tekutinu. Fáze: tekutá (fluid) x pevná (solid). Viskoelasticita viskózní tekutina + elastická tuhá látka Voda tvoří 65-85% hmotnosti, její množství se snižuje od povrchové (80%) do hluboké zóny (65%) zóny. Při stlačení tkáně se může přelévat asi 70%. Velikost síly na povrchu kloubu kolísá od nízké hodnoty až po několikanásobek tíhové síly těla.

BIOMECHANICKÉ VLASTNOSTI KLOUBNÍ CHRUPAVKY napěťová relaxace konstantní deformace creep efekt konstantní zátěž Creep je doprovázen vydatným vyloučením tekutiny z vzorku, poměr vyloučení se s časem snižuje (od A do C). Vytlačovaná tekutina slouží k lubrikaci povrchu kloubu

BIOMECHANICKÉ VLASTNOSTI KLOUBNÍ CHRUPAVKY Konstantní tlak působící na vzorek kloubní chrupavky (vlevo) a creep vzorku při konstantním působícím tlaku (vpravo). V rovnovážném stavu se proudění tekutiny zastaví a zatížení je neseno výhradně pevnou hmotou (Armstrong and Mow, 1980).

MECHANICKÉ VLASTNOSTI Relaxace chrupavky přerozdělení vody uvnitř tkáně. Relaxační proces je asi 4 x rychlejší než creep. Po odlehčení se zdravá chrupavka vrací do původního stavu.

PERMEABILITA KLOUBNÍ CHRUPAVKY permeabilita vzájemné propojení pórů určení snadnosti, se kterou může tekutina prostupovat přes porézní materiál pro kloubní chrupavku je poměrně nízká póry mají velikost srovnatelnou s velikostí molekuly (3-6,5 nm) Permeabilita se s rostoucím tlakem tekutiny a s rostoucí deformací snižuje kompaktnost tkáně zmenšení velikosti pórů

NAPĚŤOVÁ RELAXACE šířka vrstvy působící tlak S rostoucí rychlostí deformace roste tuhost chrupavky.

MAZÁNÍ (LUBRIKACE) KLOUBNÍ CHRUPAVKY Boundary (mezní vrstva) adsorpce glykoproteinu povrchem kloubní chrupavky (při velké zátěži trvající delší dobu) Fluid film (tenký povlak) způsobuje oddělení povrchů dvou kloubních chrupavek (při nižší zátěži, ale rychlém vzájemném pohybu kontaktních ploch).

MAZÁNÍ (LUBRIKACE) KLOUBNÍ CHRUPAVKY Hydrodynamické Stlačení Elastohydrodynamické

POŠKOZENÍ KLOUBNÍ CHRUPAVKY Působící faktory: velikost působící síly frekvence maxim této síly změny v molekulární struktuře kolagenu snížení pevnosti chrupavky + zvýšení permeability Celková zátěž na kloub x rozložení této zátěže na povrchu kloubu (změny v reakci pod chrupavkou a v měkkých tkáních v okolí) Velký tlak mezi kontaktními plochami snižuje možnost vzniku tenkého filmu. Lubrikace je primárním faktorem v etiologii osteoartritidy.