Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

AZ INAK ÉS SZALAGOK BIOMECHANIKÁJA Az ín szerkezete.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "AZ INAK ÉS SZALAGOK BIOMECHANIKÁJA Az ín szerkezete."— Előadás másolata:

1

2 AZ INAK ÉS SZALAGOK BIOMECHANIKÁJA

3 Az ín szerkezete

4 A kollagének mikrostruktúrája Az inak és szalagok I típusú kollagénekből állnak. Ez a molekula három polipeptide láncból (  lánc) formálódik, mindegyik helixé tekeredve. A kollagén molekulák lépcsőzetesen eltolt kötegekké szerveződnek. Keresztösszeköttetés is található a kollagén molekulák között, amelyek lényeges szereppel bírnak a molekulák fibrulomokká alakításában. A keresztösszekötetés növeli a kollagén fibrillumok erőkifejtését a nyújtó erővel szemben.

5 INAKSZALAGOK

6 LIGAMENTUM FLAVUM ELASZTIN : KOLLAGÉN = 2 : 1 Az inak és szalagok mechanikai tulajdonságai az elasztin és a kollagén tartalom arányától is függ. ELASZTIN : KOLLAGÉN = 1 : 2(3)

7

8 NYÚJTÁSI ERŐ MEGNYÚLÁS STRESS - STRAIN STIFFNESS - COMPLIENCE ELASZTIKUS/ YOUNG MODULUS NYÚJTÁSI ERŐ MEGNYÚLÁS NYÚJTÁSI ENERGIA HISZTERÉZIS

9 Erő-elmozdulás összefüggés ACL

10 Noyes and Grood, 1976 Noyes et al. 1984 dL = 15 mm F = 1500 N ERŐ – MEGNYÚLÁS GÖRBE

11 Relaxált Megnyújtott

12 Ahmed et al. 1987 A patella ín hossz-feszülés jellemzőinek mérése kadaver modellen Noyes et al. 1984 PT ACL

13 NYÚJTÁSI ERŐ MEGNYÚLÁS STRESS - STRAIN STIFFNESS - COMPLIENCE ELASTIKUS/ YOUNG MODULUS NYÚJTÁSI ENERGIA HISZTERÉZIS

14 ERŐ – MEGNYÚLÁS KAPCSOLAT Stiffness = dF dl -1 769.2 N m -1 dF dl Noyes et al. 1984 335 N m -1 140 N m -1

15 Az ín hosszúság és keresztmetszet hatása a stiffness-re STIFFNESS = dF / dL COMPLIENCE = dL / dF

16 NYÚJTÁSI ERŐ MEGNYÚLÁS STRESS - STRAIN STIFFNESS - COMPLIENCE ELASTIKUS/ YOUNG MODULUS NYÚJTÁSI ENERGIA HISZTERÉZIS

17 STRESS (  ) Hogyan számítjuk ? Erő / keresztmetszeti terület N / m 2, Pa

18 STRAIN (  ) Az ín (szalag) százalékban kifejezett megnyúlása (dl / L) · 100

19 ELASTIKUS (YOUNG) MODULUS E = Δσ Δε -1 Δσ Δε 0,1 – 2,0 GPa

20 AZ ÍNAK BIZTONSÁGI FAKTORA Maximális feszülés (erő) A munkavégzés alatt meghatározott maximális erő 2.0 – 15.0

21 Nyújtási energia W = dF · dl = E

22 HISZTERÉZIS Hiszterézis = A/ A+B · 100 5.1 %

23 100 61 79 91 100 69 78 92 intact IMMOB (8 hét) REHAB (5 hónap) REHAB (12 hónap) intact IMMOB (8 hét) REHAB (5 hónap) REHAB (12 hónap) 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 % Force energy

24 AZ IZÜLETI PORCOK BIOMECHANIKÁJA

25

26 AZ IZÜLETI PORCOK ÖSSZETÉTELE ÉS SZERKEZETE 1. KOLLAGEN (rostos ultrastruktura, prokollagen polypeptid) 10- 30 % 2. PROTEOGLYCAN ( PG ) nagy feherje polisacharid molekulák (monomérek adalékanyag), 3 - 10 % 3. VÍZ, 60-87 %

27 A KOLLAGÉN ROSTOK ELHELYEZKEDÉSE

28 NYOMÓERŐ

29 A PORC, MINT VISZKOELASZIKUS TEST Viszkoelasztikusnak mondjuk az anyagot, ha állandó terhelésnek (idõtõl független) vagy állandó deformációnak van kitéve és a válasza erre változik (idõ függõ) Két alapvető válasz 1. KÉTFÁZISÚ LASSÚ ALAKVÁLTOZÁS 2. KÉTFÁZISÚ FESZÜLÉS RELAXÁCIÓ

30 1. KÉTFÁZISÚ LASSÚ ALAKVÁLTOZÁS

31 LASSÚ ALAKVÁLTOZÁS ALAKVÁLTOZÁSI EGYENSÚLY 2-4 mm human és bovin izületi porc vastagság esetén az egyensúly 4 - 16 óra alatt jön létre nyúlban 1 mm > 1 óra 1 Mpa nyomás alatt > a teljes folyadék 50 %-a préselõdik ki.

32 állandó deformációra kezdetben nagy feszülés növekedés jellemzõ, amely fokozatosan csökken az egyensúlyi állapotig 2. KÉTFÁZISÚ FESZÜLÉS RELAXÁCIÓ akkor következik be, amikor a viszkoelasztikus test állandó deformációnak van kitéve

33

34 TENGELY IRÁNYÚ FESZÜLÉS (NYÚJTÁS)

35 ELASZTIKUS MODULUS

36

37 LUBRIKÁCIÓ (KENÉS) H HATÁRVONAL LUBRIKÁCIÓ F FOLYADÉKFILM LUBRIKÁCIÓ

38 FELÜLETI (HATÁRVONAL) LUBRIKÁCIÓ Független a kenõanyag (viszkozitás) vagy a porc (keménység) fizikai tulajdonságaitól. glycoprotein, lubricin lubricin az izületi felszinek által adszorbeált nagy molekulájú egyrétegû anyag Ugyanakkor teljes mértékben függ a kenõanyag kémiai tulajdonságaitól

39 FELÜLETI (HATÁRVONAL) LUBRIKÁCIÓ

40 FOLYADÉKFILM LUBRIKÁCIÓ 20  m hidrodinamikus kipréselt film lubrikáció:

41

42 A CSONTOK BIOMECHANIKÁJA

43 A csontmátrix szerves, szervetlen anyagokat és folyadékot tartalmaz Szerves – 39%, 95 % kollagén, 5% proteoglyken Szervetlen – 49%, ásványi anyag (kálcium hydroxiapetite kristályok) Folyadék – 12%

44 Ásványi anyag tartalom – keménység Kollagén – erő A csont mechanikai tulajdonságai a kollagén és ásványi anyag tartalom közötti egyensúlyt fejezik ki. A csont ásványi anyag tartalom jelentősége: a testnek merev támaszt ad, a test ásványi anyag tartalmának homeosztázisát tartja fenn

45 A CSONTOK TÍPUSAI Porozitás: 5-30 % Porozitás: 30-90 % TömörSzivacsos Formái:lemezessodronyszerű Kemény Rugalmas Stress Deformáció 2% 75%

46

47

48 A csontokra ható erők Húzó Nyomó Hajlító Nyíró Csavaró

49 nyújtó (húzó)

50 torziós összenyomó és torziós

51 FÉM ÜVEG CSONT Erő Deformáció

52 FESZÜLÉS (STRESS) – MEGNYÚLÁS (STRAIN)

53 Tömör csont 2%-os nyújtásnál szakadás, törés Szivacsos csont 75 %-os nyújtás után törik Nagy elasztikus energia tároló kapacitás stress - strain tulajdonságok Kérgi vagy tömör csont feszültsége (stiffness-e) nagyobb, mint a szivacsos csontoké. A tömör csont nagyobb stress hatásnak áll ellent, mint a nyújtó hatásnak

54 A nyújtás irányának hatása a stress-strain görbékre

55 Stress strain görbe különböző irányú nyújtás hatására

56 200 130 70 NYOMÓHÚZÓNYÍRÓ 0 50 100 150 200 250 Stress (MPa) A csontok ellenállása különböző erőknek

57 három pontos hajlítás

58 NÉGY pontos hajlítás

59 10 N M= 10x 0.4 = 4 Nm M 1 =10x0.15= 1.5M 2 =10x0.15= 1.5 M 1 + M 2 = 3 Nm


Letölteni ppt "AZ INAK ÉS SZALAGOK BIOMECHANIKÁJA Az ín szerkezete."

Hasonló előadás


Google Hirdetések