A CSONTOK BIOMECHANIKÁJA

A CSONTOK SZERKEZETE

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

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

A CSONTOK TÍPUSAI Tömör Szivacsos Poroitás: 5-30 % Porozitás: 30-90 % Kemény Rugalmas Stress Deformáció 2% 75% Formái: lemezes sodronyszerű

A csontokra ható erők Húzó Nyomó Hajlító Nyíró Csavaró

nyújtó (húzó)

összenyomó és torziós torziós

Erő FÉM ÜVEG CSONT Deformáció

FESZÜLÉS (STRESS) – MEGNYÚLÁS (STRAIN)

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

A nyújtás irányának hatása a stress-strain görbékre

Stress (MPa) 250 200 150 200 100 130 50 70 NYOMÓ HÚZÓ NYÍRÓ

három pontos hajlítás

NÉGY pontos hajlítás

10 N M= 10x 0.4 = 4 Nm M1=10x0.15= 1.5 M2=10x0.15= 1.5 M1 + M2= 3 Nm

Terület tehetetlenségi nyomaték B x H3 12 4 x 1 2 x 2 1 x 4 4/12 16/12 64/12

COMPRESSION, TENSION AND SHEAR FORCES DURING WALKING AND JOGGING

A CSAVAR ÉS HELYÉNEK HATÁSA A CSONT MECHANIKAI VISELKEDÉSÉRE

IMMOBILIZÁCIÓ

ÉLETKOR

Az életkor hatása a stress-strain jellemzőkre

CSONTSÛRÛSÉG L2-L3-L4 femur nyak rádius g/cm2 1.35 1.22 1.18 1.02 0.77 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 g/cm2

CSONTSÛRÛSÉG 13 aktív súlyemelõk 34 29.6 volt ugróatléták (40 -55 év) 27 L2-L4 femur nyak edzett menopauza utáni nõk 3.8 edzett len menopauza utáni nõk -1.9 -10 10 20 30 40 százalék

TÚLTERHELÉS HATÁSA

LOSS OF SHOCK ABSORBING CAPACITY STRENUOUS EXERCISE FATIGUED MUSCLE LOSS OF SHOCK ABSORBING CAPACITY ALTERED GAIT ABNORMAL LOADING

ALTERED STRESS DISTRIBUTION FATIGUED MUSCLE combined HIGH COMPRESSION HIGH TENSION process SLOW FAST OBLIQUE CRACKS TRANVERSE CRACKS TRANVERSE FRACTURE OBLIQUE FRACTURE

plasztikus terület átmenet törés feszülés elasztikus terület deformáció (nyújtás)