淺談骨折生物力學(xué)ppt課件.ppt

《淺談骨折生物力學(xué)ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、骨生物力學(xué)1第一節(jié)：生物力學(xué)概念人體活動(dòng)對(duì)骨骼的三種力1作用于骨的外力2肌肉收縮和韌帶的張力對(duì)骨骼的內(nèi)力3骨的內(nèi)反應(yīng)力（負(fù)荷）2力—負(fù)荷作用于骨骼可使骨發(fā)生形變微觀—顯微骨折—青枝骨折—骨折骨折因素：1.力的大小方向面積和幾何學(xué)。2.骨的材料特性。31.應(yīng)力和應(yīng)變應(yīng)力：骨骼某點(diǎn)內(nèi)力的強(qiáng)度，單位面積所受的力應(yīng)變：骨骼受力時(shí)，其內(nèi)部任何一點(diǎn)發(fā)生變形，稱為該點(diǎn)的應(yīng)變。4兩種應(yīng)力：正常應(yīng)力：垂直于所給平面的單位面積的力（使立方體前面變薄變長）剪式應(yīng)力：平行于所給平面的單位面積的力（使立方體變?yōu)槠叫辛骟w）562.拉力和壓力骨骼系統(tǒng)的特點(diǎn)幾

2、何學(xué)復(fù)雜：管狀骨、不規(guī)則骨、扁骨等力的類型復(fù)雜應(yīng)力和應(yīng)變復(fù)雜7屈服(失控)：應(yīng)力達(dá)到某一點(diǎn)時(shí)，提示骨小梁斷裂開始（屈服用Y點(diǎn)），且持續(xù)時(shí)間較長，骨小梁斷裂逐漸增多（極限用U點(diǎn)）。材料的硬度：彈性模量（應(yīng)力比應(yīng)變）拉力和壓力作用于棒產(chǎn)生45°剪應(yīng)力。893.彎曲（長管狀骨）1.純彎曲：凹側(cè)-壓應(yīng)變（力），凸側(cè)-張應(yīng)變（力），中位軸-應(yīng)變（力）為0.壓力點(diǎn)(橫切面)不會(huì)產(chǎn)生剪式應(yīng)力2.三點(diǎn)彎曲：骨骼受力較常見.兩端支撐，對(duì)側(cè)受力。（受力點(diǎn)：彎矩）應(yīng)力點(diǎn)(橫切面)會(huì)產(chǎn)生剪式應(yīng)力104.彎曲聯(lián)合軸向負(fù)荷長管狀骨受兩方向外力壓力負(fù)荷彎曲負(fù)荷

3、—側(cè)張應(yīng)力側(cè)壓應(yīng)力壓力+彎曲=聯(lián)合負(fù)荷（常見）115.扭轉(zhuǎn)長管狀骨不規(guī)則骨扭轉(zhuǎn)剪性應(yīng)變橫向及縱向剪性應(yīng)變聯(lián)合剪性應(yīng)力骨折方向：斜形或螺旋形12第二節(jié)：骨的生物力學(xué)骨組織材料特性硬組織應(yīng)力--應(yīng)變關(guān)系骨折—取決于其材料特性骨成分：基質(zhì)膠原—骨小梁結(jié)構(gòu)：皮質(zhì)骨（骨干）（骨孔5%-30%），松質(zhì)骨（骨端）（骨孔30%-90%）131.骨皮質(zhì)骨皮質(zhì)其材料特性取決于骨組織負(fù)荷或變形率。骨皮質(zhì)快速受力較緩慢受力吸收的能量大。骨組織應(yīng)力-應(yīng)變特征：骨皮質(zhì)縱向骨小梁排列比橫向強(qiáng)度大，硬度也較強(qiáng)。（長骨長軸比橫軸更對(duì)抗應(yīng)力）14應(yīng)變率表示骨受力過程

4、中變形迅速的程度（單位/S）如正常骨低于0.01/S骨折瞬間超過10.0/S152.拉力、壓力和剪力骨皮質(zhì)的拉力、壓力和剪力與工程材料相似，骨皮質(zhì)有一定范圍的彈性變形能力骨組織材料極限強(qiáng)度取決于負(fù)荷類型和承受負(fù)荷的方向。負(fù)荷作用下拉力及壓力超過彈性變形范圍發(fā)生骨折16不同載荷造成的骨折類型拉力壓力旋轉(zhuǎn)彎曲壓力17成人股骨骨皮質(zhì)極限程度負(fù)荷類型極限程度（MPa）縱向拉力133壓力193剪力（縱向扭轉(zhuǎn)）68橫向拉力51壓力133183.骨松質(zhì)骨松質(zhì)：多孔硬度較皮質(zhì)骨差屈服：當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，變形增加較快，此時(shí)除了產(chǎn)生彈性變形外，

5、還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定程度，塑性應(yīng)變急劇增加，這種現(xiàn)象稱為屈服。19屈服：提示骨小梁斷裂開始，且持續(xù)時(shí)間較長。骨小梁斷裂逐漸增多。骨皮質(zhì)和骨松質(zhì)標(biāo)本負(fù)荷應(yīng)變水平在0.036和0.5時(shí)有能量吸收現(xiàn)象，骨松質(zhì)能量吸收超過骨皮質(zhì)。20第二節(jié)骨折與固定生物力學(xué)骨折與固定的生物力學(xué)211.骨折力學(xué)原理骨某一區(qū)域應(yīng)力超過極限強(qiáng)度，發(fā)生骨折。骨結(jié)構(gòu)(彎曲)本身：減低彎應(yīng)力骨空心結(jié)構(gòu)：比實(shí)心結(jié)構(gòu)承受彎曲及旋轉(zhuǎn)應(yīng)力強(qiáng)棒的壓力和張力和橫斷面面積成正比.22骨折原因創(chuàng)傷骨病積累勞損23扭轉(zhuǎn)應(yīng)力導(dǎo)致螺旋骨折受力機(jī)制為剪應(yīng)力旋轉(zhuǎn)軸45度時(shí)應(yīng)力最

6、大。24軸向壓力易在長管狀骨縱軸方向形成最大的剪力進(jìn)而造成骨干斜行骨折通常長管狀骨的軸向壓力不是單一的。25262728骨病骨腫瘤、骨缺損造成：骨的幾何學(xué)改變骨的強(qiáng)度改變骨缺損部位產(chǎn)生應(yīng)力集中（骨折機(jī)制）292.疲勞斷裂疲勞斷裂30骨每天承受負(fù)荷，或長時(shí)間鍛煉，積累損傷，導(dǎo)致疲勞骨折常見于長途行軍，從事長距離行走及長跑者最常見于雙足第二趾骨遠(yuǎn)端31疲勞：材料在周期性和間歇負(fù)荷下發(fā)生的進(jìn)行性損傷(顯微鏡下?lián)p傷)，在周期性負(fù)荷條件下，材料負(fù)荷水平低于能引起的材料損傷的單次負(fù)荷時(shí)，就會(huì)發(fā)生損傷。32材料的疲勞極限（Fatiguelimi

7、t）任何材料具有一應(yīng)力水平，低于該水平疲勞壽命是無限的，該應(yīng)力水平稱疲勞極限。疲勞極限是一個(gè)安全控制數(shù)據(jù)，只要應(yīng)力低于它，不管周期數(shù)目多少是不會(huì)短裂的。33骨單位密度較高的骨，抗疲勞性能較好，有助于防止骨折-因骨的膠接線及中央管制止裂隙擴(kuò)展。343.骨折治療生物力學(xué)接骨原則：1.血供。2.維持骨生理和力學(xué)環(huán)境。彈性固定好，活動(dòng)度難掌握。牢固固定，缺點(diǎn)骨愈合不牢固。長骨骨折，因長力臂易移位。骨痂形成使骨折穩(wěn)定。骨折愈合有利：一定活動(dòng)量和允許小的剪力。不利：剪力或彎曲力過度。35所有的活體細(xì)胞都有自己的特性，有自己的應(yīng)變。36不同的組

8、織在斷裂前可以承受不同的最大張力應(yīng)變，肉芽組織可以承受100%的應(yīng)變，纖維組織和軟骨組織承受的應(yīng)變明顯降低，軟骨組織約為10%，致密的骨組織只能承受2%的應(yīng)變。37經(jīng)過加壓固定的骨折獲得堅(jiān)強(qiáng)固定，在生理活動(dòng)情況下所有應(yīng)力由鋼板承受，骨折端間不受應(yīng)力