Элементы биомеханики — страница 4

  • Просмотров 612
  • Скачиваний 12
  • Размер файла 159
    Кб

конструкционный элемент) – это тонкие изогнутые пластинки, состоящие из коллагенно-минеральных веществ, объединённых при помощи вяжущего вещества. 5 Остеоны – образуются вокруг кровеносных сосудов, включающихся в объем кости. Состоят из концентрически расположенных костных ламелл. Плотность костной ткани 2,4 г/см3. Минеральные компоненты кости составляют 70 % массы кости, а белковые 20 %. С увеличением возраста в костной

ткани протекает ряд изменений. Изменяется химический состав и внутренняя структура, возникает множество вторичных остеонов, образующих новую внутреннюю конструктивную систему. При старении биологическая активность уменьшается, меняется степень минерализации, а также порядок расположения минеральных кристаллов и остенов, уменьшается количество связующего вещества, некоторая чать ткани исчезает и появляются поры.

Обновление костной ткани происходит дискретно – в определенных местах, на ограниченных участках. В течение жизни человека один и тот же участок кости обновляется неоднократно. К 35 годам процесс костеобразования замедляется. Костная масса у вегетарианцев больше, т.к. в растительной пище много солей. Курение и алкоголь уменьшают костную массу. Недостаточное содержание кальция уменьшает прочность костной ткани, что приводит к

остеопорозу. Волокна костной ткани деформируются преимущественно упругим образом, а матрица (остальная часть) – пластически и разрушаются хрупким образом. Зависимость напряжения от деформации: =f() компактной костной ткани имеет следующий вид (эта зависимость аналогична для твердого тела): Напряжение σмах при котором материал разрывается, называется пределом прочности. Представим предел прочности костной ткани и её

компонентов при сжатии и растяжении: Вид ткани Сжатие Растяжение Прочность [МПа] Модуль Юнга [МПа] Прочность [МПа] Модуль Юнга [МПа] Компактная кость Минеральный компонент Белковый компонент 147 44 0,1 10200 6400 10 98 5 7 22 400 16600 20 Анализ таблицы: Минеральный и белковый компоненты по отдельности слабые, но в сочетании дают высокую прочность, сравнимую с прочностью металлов. В науке остаётся вопрос: почему имеется различные свойств на

растяжение и сжатие. Реологическая модель Зингера компактной костной ткани и средняя кривая ползучести. Дифференциальное уравнение, описывающее данную модель имеет вид: Средняя кривая деформации компактной костной ткани. Максимальное растяжение, которое может выдержать костной материал составляет 0,01% что соответствует изменению длины кости 1 %. ОА – мгновенная деформация в продольном направлении (действует постоянная