韌帶、肌腱的力學(xué)特性

1、韌帶、肌腱的力學(xué)特性韌帶、肌腱的力學(xué)特性l韌帶是使各骨塊相互連結(jié)的致密結(jié)締組織的索狀物。l肌腱是位于肌腹兩端，把肌肉與骨連結(jié)在一起的索狀或膜狀致密結(jié)締組織。(長肌的肌腱多呈圓索狀，闊肌的肌腱闊而薄，呈膜狀，又叫腱膜。 ) 6l別名：白纖維，新鮮時呈亮白色。l組成：膠原蛋白。l特點：韌性大，抗拉力強(qiáng)。l作用：為組織提供強(qiáng)度和剛度。8肌腱、韌帶的力學(xué)特性肌腱、韌帶的力學(xué)特性l纖維排列不同，力學(xué)特性不同。肌腱能承受最強(qiáng)的拉伸載荷。韌帶受拉伸載荷時，由于纖維不成行，只有與主纖維方向完全一致的纖維首先被完全拉直而承受最大載荷；那些與主纖維方向不平行的纖維，只承受低載荷。10l別名：黃纖維，新鮮時呈黃色。

2、l組成：彈性蛋白。l特點：富有彈性，容易被拉長及復(fù)原。l作用：在組織受載時提供延展性。膠原纖維和彈性纖維的特性：膠原纖維彈性纖維材料類型塑性材料脆性材料拉伸破壞試驗 加載開始時稍有伸長，但很快隨負(fù)荷的增加變得剛硬到達(dá)屈服點，隨之出現(xiàn)非彈性變形，直到極限破壞 低載荷下呈現(xiàn)較大的伸長，但隨載荷的增加，纖維突然變得剛硬，沒有變形而突然斷裂。變性范圍6%8%可達(dá)到原長的兩倍多承受應(yīng)力能力大約是皮質(zhì)骨在拉伸下的一半僅為皮質(zhì)骨在拉伸下所能承受的1/10。l膠原纖維未受載荷時呈波浪狀。受低載荷時，膠原纖維稍有伸長，直到波浪狀的纖維拉直，此時膠原纖維束迅速變剛硬，直到屈服點。然后發(fā)生非彈性變形，直到極限而斷裂

3、破壞。破壞時的變性范圍為68%。l彈性纖維受低載荷時，彈性纖維伸長很大。當(dāng)達(dá)到極限破壞點時突然變剛硬，沒有變形而突然斷裂。膠原纖維和彈性纖維的比例膠原纖維和彈性纖維的比例l膠原組織中彈性纖維和膠原纖維之間的比例隨該組織功能的不同而不同，并影響組織的力學(xué)性能。 肌腱肌腱l主要功能：是把肌力傳遞到骨或筋膜。l幾乎完全由膠原纖維組成。l在拉伸載荷下，其性能幾乎與單獨膠原纖維束的應(yīng)變相一致。 韌帶韌帶l功能：穩(wěn)定關(guān)節(jié)、支持關(guān)節(jié)運動并防止過量運動。l強(qiáng)度：在載荷下，決定韌帶強(qiáng)度的主要因素是韌帶的粗細(xì)、形狀和載荷增加速度。韌帶的橫截面積影響其強(qiáng)度，與加載方向取向一致的纖維數(shù)越多越寬越厚，韌帶的強(qiáng)度越大。韌

4、帶與骨一樣，其強(qiáng)度和剛度隨加載荷速度的增加而增大，當(dāng)加載荷速度（變形率）增加4倍時，破壞時的載荷幾乎增加了50%。2022-5-1317韌帶的組成韌帶的組成l人體內(nèi)的大多數(shù)韌帶與肌腱一樣主要由膠原纖維所組成。l但脊柱中的兩個韌帶項韌帶和黃韌帶由2/3的彈性纖維參與構(gòu)成，所以幾乎完全表現(xiàn)為彈性性能。這些韌帶具有特殊的功能，能保護(hù)神經(jīng)根免受機(jī)械沖擊，為脊柱提供內(nèi)在穩(wěn)定性。 人膝前交叉韌帶拉伸破壞試驗人膝前交叉韌帶拉伸破壞試驗l區(qū)：載荷稍有增加，因波浪形膠原纖維拉直而韌帶伸長。l區(qū)：與加載方向取向相同的纖維完全拉直，組織的剛度迅速增加。組織開始變形并與載荷成線性關(guān)系。膠原纖維也開始出現(xiàn)微觀破壞。l區(qū)

5、：應(yīng)變超過68（屈服點）后，膠原纖維束出現(xiàn)進(jìn)行性破壞。l區(qū)：在達(dá)到組織能耐受的最大載荷時發(fā)生組織的巨大破壞。l區(qū)：韌帶伸長約68時，韌帶完全破壞。雖然組織仍然連續(xù)，但已不能支持載荷。 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系四、肌腱、韌帶所致的功能障礙四、肌腱、韌帶所致的功能障礙前交叉韌帶試驗前交叉韌帶試驗lNoyes和Grood使用靈長類的膝前交叉韌帶進(jìn)行慢速（ 60秒，比體內(nèi)損傷機(jī)制慢得多）和快速（0.6秒，與體內(nèi)機(jī)制相似）拉伸破壞試驗。l結(jié)果慢加載荷速度：韌帶的骨性止點是最弱的部分，可以發(fā)生脛骨棘撕脫?？旒虞d荷速度：在2/3的測試樣本中，最弱的部位在韌帶。制動制動實驗實驗l將靈長類動物在在體石膏中制動8

6、周后進(jìn)行拉伸破壞試驗。l結(jié)果：與對照組相比，這些動物的前交叉韌帶最大破壞載荷下降40%，能量儲存明顯減少，制動韌帶的剛度也明顯減少，而伸長加大。 結(jié)論結(jié)論l關(guān)節(jié)在部分或完全制動后，需要較長時間（可長達(dá)1年）才能恢復(fù)正常的強(qiáng)度和剛度。l當(dāng)關(guān)節(jié)制動時，等長運動訓(xùn)練并不能模擬正常的生理載荷，所以不能防止韌帶強(qiáng)度的降低。但關(guān)節(jié)制動期間進(jìn)行等長運動訓(xùn)練有很多有益效果。l老年化在韌帶上產(chǎn)生的改變與制動引起的結(jié)果相似。韌帶的強(qiáng)度和剛度隨著年齡的增長有明顯降低。肌腱拉伸強(qiáng)度肌腱拉伸強(qiáng)度l健康肌腱的拉伸強(qiáng)度是肌肉強(qiáng)度的兩倍。l臨床現(xiàn)象：肌肉斷裂比肌腱斷裂更為常見。 Protect(保護(hù)保護(hù))：避免踝關(guān)節(jié)再受傷，

7、可用繃帶加以保護(hù)。：避免踝關(guān)節(jié)再受傷，可用繃帶加以保護(hù)。Rest(休息休息)：停止走動，讓受傷部位靜止休息，減少進(jìn)一步傷害。：停止走動，讓受傷部位靜止休息，減少進(jìn)一步傷害。Ice(冰敷冰敷)：讓受傷部位溫度降低，降低發(fā)炎反應(yīng)和肌肉痙攣，每：讓受傷部位溫度降低，降低發(fā)炎反應(yīng)和肌肉痙攣，每12小時冰敷小時冰敷1次，每次次，每次約約5至至10分鐘，不定時翻開、檢視，避免凍傷。分鐘，不定時翻開、檢視，避免凍傷。Compression(加壓加壓)：使用彈性繃帶緊包住腳踝，減輕腫脹。：使用彈性繃帶緊包住腳踝，減輕腫脹。Elevation(抬高抬高)：將腳抬高，高於心臟位置，增加靜脈和淋巴回流，加快恢復(fù)速度。：將腳抬高，高於心臟位置，增加靜脈和淋巴回流，加快恢復(fù)速度。腱鞘腱鞘l腱鞘就是套在肌腱外面的雙層套管樣密閉的滑膜管，是保護(hù)肌腱的滑液鞘。它分兩層包繞著肌腱，兩層之間一空腔即滑液腔，內(nèi)有腱鞘滑液。內(nèi)層與肌腱緊密相貼，外層襯于腱纖維鞘里