Vizsgálómódszerek 1

Bevezetés, ismétlés Anatómia: Csont: szilárd váz, passzív elem Izom: aktív elem, mozgás létrehozására Köztes elemek: szalag: csontok kapcsolása a valódi ízületekben ín: csont-izom kapcsolat

Hogyan jellemezhető egy anyag tulajdonsága Ismétlés: Erő hatására egy test vagy elmozdul vagy alakváltozik. Most azt használjuk ki, hogy erő hatására alakváltozik Kérdés: Milyen kapcsolat van a erő (F) és a test valamely pontjának elmozdulása (e) között? Egységesítve a feszültség(egységnyi felületre jutó erő) és alakváltozás (egységnyi hosszra jutó hosszváltozás) között F e   lineáris vagy nem-lineáris Kapcsolat leírása:anyagtörvények (szilárdságtan 2.alapegyenlete)

Kapcsolat A erő-elmozdulás vagy feszültség-alakváltozás közötti lineáris vagy nem-linearis kapcsolatot az anyagtörvények, anyagegyenletek írják le, amely a szilárdságtan 2. egyenlete  =E , ahol E kapcsolat a rugalmassági modulus, ami lineáris esetben egy szám (Hook törvény), nem linearis esetben egy függvény

Vizsgálómódszerek csoportosítása Vizsgálatok élő-halott szöveteken:ENGEDÉLYKÖTELES Vizsgálat módja szerint:  In vitro vizsgálatok (halott szöveteken történő vizsgálat)  In vivo vizsgálatok (élő embereken történő vizsgálatok) Vizsgálat típusa szerint:  Statikus  Dinamikus 5

In vitro vizsgálatok Célja:  Szövetek (szalagok, izmok, csontok és egyéb) szilárdsági és alakváltozási jellemzőinek és azok közötti kapcsolat Módja:  Statikus (szilárdság)  Dinamikus (szilárdság, ismétlés szám, adott ismétlés szám utáni szilárdság) 6

In vitro vizsgálatok Típusa:  Húzás (izmok, szalagok, ritkán csontok)  Nyomás (csontok)  Hajlítás (húzás)  Egyéb (pld. Ízületi hajlítás) Minta mérete:  Teljes méret (nyomás esetén kihajlási probléma)  Kivágott próbatestek 7

In vitro vizsgálatok lefolytatása I. Cél meghatározása, megválasztani  Mód: statikus vagy dinamikus  Típus: nyomás, húzás, hajlítás, stb  Méret: teljes vagy kivágott  Darabszám Mintavétel  Minden esetben patológus (human vagy állati)  Betartandó előírások  Tárolás: friss, hűtés, fagyasztás, etil-alkohol, formaldehid (tilos)

Tárolás hatása Hűtés: 5 óráig nincs lényeges változás Fagyasztás: 100 napig nincs lényeges változás Etil-alkohol:  dehidratáció, szerkezeti változások  nyomószilárdság csökkenés,  hajlítószilárdság és merevség növekedés  függ a m%, tárolási időtől Formaldehid:  kollagén szálakat tesz tönkre, szerkezeti változás  szilárdság csökkenés

In vitro vizsgálatok lefolytatása II. Kísérlet lefolytatása  Terhelési sebesség  Előterhelés  Mért paraméterek (erő, elmozdulás)  Számított paraméterek (feszültség, alakváltozás, rugalmassági modulusok)

In vitro vizsgálatok lefolytatása II. Kísérlet lefolytatása  Terhelési sebesség  Előterhelés  Mért paraméterek (erő, elmozdulás)  Számított paraméterek (feszültség, alakváltozás, rugalmassági modulusok) Maximális erő, belőle számolt feszültség a szilárdság Tg  kezdeti rugalmassági modulus  linearis Nem-linearis

In vitro vizsgálatok lefolytatása III. Kísérletek kiértékelése  Darabszám  Összehasonlítandó paraméterek  Statisztikai módszerek  Megállapítások

A csontok mechanikai jellemzői Általában nyomószilárdság vizsgálat (hosszú csontoknál hajlítóvizsgálat) A csontképződést és csont mechanikai tulajdonságait befolyásoló tényezők  Testtömeg  Fizikai aktivitás  Étrend  Életmód  Öröklött tulajdonságok A csontképződés eltérései  Csonthyperthropia  Csontatrophia  Osteoporosis  Sportoló nők triásza 13 Nordin M., Frankel V.H: Basic Biomechanics of the musculoskeletal system Linearis szakasz Képlékeny felkeményedő szakasz törőerő Képlékeny szakasz

Mechanikai jellemzők Különböző típusú csontok esetén 14 Nordin M., Frankel V.H: Basic Biomechanics of the musculoskeletal system (tökéletesen) képlékeny szakasz Rideg, üvegszerű viselkedés

Mechanikai jellemzők 15 Nordin M., Frankel V.H: Basic Biomechanics of the musculoskeletal system

Törés típusa 16 képlékenyrideg

Mechanikai jellemzők Más anyagokhoz képest 17 Nordin M., Frankel V.H: Basic Biomechanics of the musculoskeletal system

Porcok

Porcok jellemzői Típusai  Üvegporc (tükörsima felület)  Rostos porc (gerinc, térd) Rostos porc szerepe  Ízületi felszínek pontos illeszkedése  Csontfelszínek egymáson való elcsúszását szabályozzák  Ízületi felszínek nedvesítése  Egyenletes teherelosztás  Ütközések tompítása 19

Porc viselkedése a terhelésre 20 Nordin M., Frankel V.H: Basic Biomechanics of the musculoskeletal system

Porc mechanikai jellemzői 21 Nordin M., Frankel V.H: Basic Biomechanics of the musculoskeletal system a szálak kiegyenesedése

Szalagok Ízület részei Rugalmas kötőszövet

Izmok Az izmok összehúzódásra képes, aktív része az izomhas, a venter, harántcsíkos izomrostokból álló izomszövet, amely – a szívizomtól eltérően – akarattól függően működik; passzív része az ín, a tendo, kevésbé rugalmas, collagenrostokból épül fel. Izomhas: középső, tömegesebb része, kontrakcióra képes Ín: csontvázhoz rögzítik az izmot, megakadályozzák passzív túlnyújtásukat

Ín és szalag mechanikai jellemzői 24 Ín lineáris Szalag szakadás Fiziológia terhelés Mikro repedések a szálak kiegyenesedése Izom Egyirányú szálak egy mátrixban Csak húzás felvétele

Kísérlet tervezés kérdései Befogás (csontblokkos vagy felületi) Előfeszítés Kell-e előfeszítés? Mekkora?

Szalag-ín mechanikai jellemzői 26 Nordin M., Frankel V.H: Basic Biomechanics of the musculoskeletal system

Befolyásoló tényezők Terhesség Életkor Mozgás (mobilizáció) Cukorbetegség Szteroidok Gyulladáscsökkentők (NSAF) Veseproblémák (dialízis) Graft típusa, bekötése 27

Összefoglalás In vitro vizsgálatok (halott szöveteken történő vizsgálat) típusa: statikus (szilárdság meghatározása) dinamikus (fárasztás utáni szilárdság fárasztási szám) engedélyköteles feszültség-alakváltozási görbék 28