Механічні властивості кісток

Кістки виконують опорну та захисну функції. За невеликих деформацій вони можуть розглядатися як пружні системи, тобто підлягають закону Гука. Модуль пружності кісток становить приблизно 109Н/м2. Проте різні частини опорно-рухового апарату мають різну міцність. Кістки можуть руйнуватися за напружень - 107...108 Н/м2.

Кістковій тканині властивий п'єзоелектричний ефект. Якщо до одного кінця смужки з кісткової тканини прикласти силу, а інший жорстко закріпити, то між протилежними сторонами виникає різниця потенціалів. Вона зумовлює виникнення в кістці п'єзоструму. Як виявляється, п'єзоструми відіграють негативну роль; вони призводять до розсмоктування тканини, а також сприяють росту новоутворень.

Для зрощення зламаних кісток або ліквідації інших ушкоджень необхідно фіксувати ушкоджені ділянки та усувати сили, які діють у місцях перелому доти, доки вони не зростуться. На практиці використовують різні системи витяжки, в яких застосовуються вантажі, троси та блоки. Конструкції цих систем ґрунтуються на тому, що натяг троса всюди однаковий.

Н атяг троса є результатом дії будь-якого зовнішнього чинника. Згідно з третім законом Ньютона, трос діє з силою, рівною силі натягу, яка прикладена будь-де до нього.

На рис. 1.12 зображена дія зовнішньої сили на ногу пацієнта при використанні двох комбінацій вантажів і блоків. Дві сили натягу мають однакову величину: Т₁ і Т₂. У цьому випадку загальна сила, що діє на ногу, дорівнює векторній сумі двох сил натягу.

3.3. Рекомендована література.

Перелік навчальної літератури:

1. Л.Ф. Ємчик, Я.М. Кміт «Медична і біологічна фізика», сотр. 5-46.

2. О.В. Чалий «Медична і біологічна фізика» стор. 112-143.

3.4. Орієнтовна карта для самостійної роботи з літературою.

Заповнити таблицю.

№ п/п	Вид тканини	Деформації
	Кісткова тканина
	Колагенові волокна
	Еластинові волокна
	Судини

3.5. Матеріали для самоконтролю.

3.5.1. Питання для самоконтролю:

1. Чи може центр тяжіння тіла людини розміщуватись поза тілом? Якщо так, то за яких умов?

2. Більшість кісток людини і тварин мають потовщення на кінцях. Яке їх призначення?

3. Яке значення має атмосферний тиск для з'єднання деяких кісток у людському організмі?

4. За яким принципом функціонує дихальний апарат людини?

5. Чому в горах функціонування суглобів порушується: утруднюються рухи, частіше виникають вивихи?

6. Чому витягнутою рукою не можна втримати такий вантаж, як зігнутою?

7. Під час руху окремих частин тіла людини кістки виконують функцію важеля. Розгляньте роботу ступні людини як важеля.

8. Чому людина, що несе вантаж на спині, нахиляється вперед?

9. Коли виконується менша робота: коли людина йде великими кроками, чи малими?

3.5.2.Доповніть речення:

1. Біомеханіка вивчає ... .

2. Антропометричні характеристики визначають ... і залежатьвід ... .

3. До мас-інерційних характеристик належать ... .

4. Використовуючи для дослідження в біомеханіці моделювання, слід зважати на відмінності між біологічнимиі механічними системами, а саме ... .

5. Моделі для дослідження механічних властивостей біосистем складаються з ... , які відображають ... їх властивості.

6. Зменшення еластичності кісткової тканини зумовлене ... .

7. Функції опорно-рухового апарату: ... .

8. Кількість ступенів вільності — це ... .

9. Важіль — це ... . Наприклад, механізм утримання вантажу рукою можна пояснити так: ... .

10. Функції зв'язок і сухожилків ... .

11. П'єзоелектричний ефект властивий кістковій тканині. Він полягає в ... і зумовлює в організмі ... .

12. Під зовнішнім диханням розуміють ... .

13. Дифузійна здатність легенів залежить ... .

14. Значення сил поверхневого натягу в альвеолах для дихання ... .

15. Зв'язок між зміною кров'яного тиску та параметрами судин ....