授课用-骨折生物力学课件.ppt
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- 关 键 词:
- 授课 骨折 生物力学 课件
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1、骨折生物力学第一节:生物力学概念 人体活动对骨骼的三种力 1 作用于骨的外力 2 肌肉收缩和韧带的张力对骨骼的内力 3 骨的内反应力(负荷)力负荷 作用于骨骼可使骨发生形变 微观显微骨折青枝骨折骨折 骨折因素:1.力的大小材料特性。应力:骨骼某点内力的强度,单位面积所 受的力 应变:骨骼受力时,其内部任何一点发生 变形,称为该点的应变。纯弯曲:凹侧-压应变(力),凸侧-张 应变(力),中位轴-应变(力)为0.压力点(横切面)不会产生剪式应力不规则骨 扭转 剪性应变科雷氏骨折复位后骨折线消失,两周后拍片又见骨折线而且有所增宽,之后又慢慢消失。拉力 133骨皮质快速受力较缓慢受力吸收的能量大。根据
2、这一理论,局部骨折块之间的应变和骨痂组织的力学特性之间的平衡决定了一期和二期愈合的过程。骨折端的吸收由活动引起,间隙变大,减少骨折端间隙间的应变。拉力及压力超过弹性变形范围 发生骨折剪式应力:平行于所给平面的单位面积的 力(使立方体变为平行六面体)骨松质:多孔 硬度较皮质骨差骨单位密度较高的骨,抗疲劳性能较好,有助于防止骨折-因骨的胶接线及中央管制止裂隙扩展。变形,称为该点的应变。当间隙增宽时,对个别细胞的拉力相对减低。不利:剪力或弯曲力过度。两种应力:正常应力:垂直于所给平面的单位面积的 力(使立方体前面变薄变长)剪式应力:平行于所给平面的单位面积的 力(使立方体变为平行六面体)骨骼系统的特
3、点 几何学复杂:管状骨、不规则骨、扁骨等 力的类型复杂 应力和应变复杂 屈服(失控):应力达到某一点时,提示骨小梁断裂开始(屈服用Y点),且持续时间较长,骨小梁断裂逐渐增多(极限用U点)。材料的硬度:弹性模量(应力比应变)拉力和压力作用于棒产生45剪应力。3.弯曲 (长管状骨)1.纯弯曲:凹侧-压应变(力),凸侧-张 应变(力),中位轴-应变(力)为0.压力点(横切面)不会产生剪式应力 2.三点弯曲:骨骼受力较常见.两端支撑,对侧受力。(受力点:弯矩)应力点(横切面)会产生剪式应力4.弯曲联合轴向负荷 长管状骨 受两方向外力压力负荷 弯曲负荷侧张应力 侧压应力 压力+弯曲=联合负荷(常见)骨成
4、分:基质 胶原骨小梁骨每天承受负荷,或长时间锻炼,积累损伤,导致疲劳骨折骨的强度改变压力点(横切面)不会产生剪式应力当应力达到一定程度,塑性应变急剧增加,这种现象称为屈服。骨折愈合有利:一定活动量和允许小的剪力。骨皮质和骨松质标本负荷应变水平在0.屈服(失控):应力达到某一点时,提示骨小梁断裂开始(屈服用Y点),且持续时间较长,骨小梁断裂逐渐增多(极限用U点)。其材料特性取决于骨组织负荷或变形率。骨单位密度较高的骨,抗疲劳性能较好,有助于防止骨折-因骨的胶接线及中央管制止裂隙扩展。骨折愈合有利:一定活动量和允许小的剪力。不利:剪力或弯曲力过度。第二节 骨折与固定生物力学骨单位密度较高的骨,抗疲
5、劳性能较好,有助于防止骨折-因骨的胶接线及中央管制止裂隙扩展。拉力及压力超过弹性变形范围 发生骨折骨松质:多孔 硬度较皮质骨差拉力及压力超过弹性变形范围 发生骨折 长管状骨 不规则骨 扭转 剪性应变 横向及纵向剪性应变 联合剪性应力 骨折方向:斜形或螺旋形第二节:骨的生物力学 骨组织材料特性 硬组织 应力-应变关系 骨折取决于其材料特性 骨成分:基质 胶原骨小梁 结构:皮质骨(骨干)(骨孔5%-30%),松质骨(骨端)(骨孔30%-90%)骨皮质 其材料特性取决于骨组织负荷或变形率。骨皮质快速受力较缓慢受力吸收的能量大。骨组织应力-应变特征:骨皮质纵向骨小梁排列比横向强度大,硬度也较强。(长骨
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