骨骼的力學(xué)特性演示文稿

骨骼的力學(xué)特性演示文稿目前一頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)骨：連結(jié)形成骨骼，構(gòu)成人體支架，支持體重、保護(hù)內(nèi)臟，并參與運(yùn)動，充當(dāng)杠桿。對機(jī)體起支持運(yùn)動和保護(hù)的作用功能紅骨髓是造血部位骨組織是機(jī)體鈣、磷的儲存庫目前二頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)骨的分類成人有206塊骨按部位分：顱骨軀干骨四肢骨中軸骨目前三頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)按形狀分1.長骨尺骨掌骨2.短骨腕骨跗骨3.扁骨顱胸盆部4.不規(guī)則骨椎骨聽小骨目前四頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)骨的構(gòu)造

骨髓骨質(zhì)骨密質(zhì)骨松質(zhì)

骨膜

血管、淋巴和神經(jīng)紅骨髓

黃骨髓

骨骨膜骨髓骨密質(zhì)骨松質(zhì)骺線外板內(nèi)板板障骨膜顱骨骨密質(zhì)骨松質(zhì)-板障內(nèi)板外板目前五頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)骨的化學(xué)成分和物理性質(zhì)

有機(jī)質(zhì)：膠原纖維束和粘多糖蛋白等。無機(jī)質(zhì)：堿性磷酸鈣等。

煅燒骨

脫鈣骨

目前六頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)骨組織細(xì)胞骨基質(zhì)骨細(xì)胞成骨細(xì)胞骨原細(xì)胞破骨細(xì)胞有機(jī)成分無機(jī)成分類骨質(zhì)骨鹽一、骨組織結(jié)構(gòu)(osseoustissue)目前七頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)無定形基質(zhì)膠原纖維成骨細(xì)胞分泌，包括大量膠原纖維（95％）及少量無定形基質(zhì)。類骨質(zhì)凝膠狀，主要成分蛋白多糖、還含有骨鈣蛋白、骨橋蛋白、骨粘連蛋白。粗大的膠原纖維束聚集。有機(jī)成分無機(jī)成分又稱骨鹽，主要為羥磷灰石結(jié)晶，沿膠原原纖維長軸排列并與之結(jié)合。⒈骨基質(zhì)（bonematrix）

骨基質(zhì):又名骨質(zhì)。是鈣化的細(xì)胞間質(zhì)，是人體最大的Ca2+庫。

目前八頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)有機(jī)成分膠原纖維基質(zhì)：蛋白多糖及其復(fù)合物無機(jī)成分：羥磷灰石結(jié)晶（Ca10[PO4]6[OH]2)24%75%骨鹽90%類骨質(zhì)：最初形成時并無骨鹽沉積的骨基質(zhì)。目前九頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)骨板（bonelamella）骨基質(zhì)呈板層狀排列稱為骨板，是骨基質(zhì)結(jié)構(gòu)形式。同一骨板內(nèi)膠原纖維平行排列，相鄰骨板間膠原纖維相互垂直。目前十頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)長骨結(jié)構(gòu)骨骺骨干骨膜關(guān)節(jié)軟骨2.長骨的結(jié)構(gòu)骨髓目前十一頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)a.密質(zhì)骨結(jié)構(gòu)骨干環(huán)骨板(內(nèi)、外)哈弗斯系統(tǒng)(骨單位)間骨板哈弗斯骨板中央管目前十二頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)——骨松質(zhì)——骨髓腔骨骺骨干目前十三頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)骨外膜(periosteum)外層：膠原纖維粗大密集，形成穿通纖維內(nèi)層：富含小血管和細(xì)胞（骨原細(xì)胞）

骨內(nèi)膜：(endosteum)富含血管神經(jīng)，有骨原細(xì)胞

骨膜的功能

營養(yǎng)骨組織為骨的生長和修復(fù)提供骨祖細(xì)胞。b.松質(zhì)骨：片狀或針狀骨板（小梁）c.骨膜

DCT目前十四頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)3.骨的發(fā)生(一)、骨組織發(fā)生的基本過程1.骨組織的形成類骨質(zhì)→→骨質(zhì)骨祖細(xì)胞→成骨細(xì)胞→分泌纖維及基質(zhì)，形成類骨質(zhì)→鈣化形成骨質(zhì),成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楣羌?xì)胞。2.骨組織的破壞目前十五頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)(二)、骨發(fā)生的方式1、膜內(nèi)成骨

(intramembranousossification)間充質(zhì)胚胎性結(jié)締組織膜

骨（扁骨）

目前十六頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)2、軟骨內(nèi)成骨(endochondralossification)間充質(zhì)透明軟骨雛形骨（長骨和不規(guī)則骨）

(1).軟骨雛形形成(2).骨領(lǐng)形成(3).初級骨化中心與骨髓腔形成(4).次級骨化中心與骨骺形成目前十七頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)目前十八頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)(三)、軟骨的進(jìn)一步生長1.骨的加長

是通過骺板的不斷生長,并替換成骨組織實(shí)現(xiàn)的。2.骨的增粗

骨外膜中的骨祖細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞,在骨干表面添加骨組織,使骨干變粗。目前十九頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)影響骨生長發(fā)育的因素

除遺傳因素外，體內(nèi)的激素水平（生長激素、甲狀腺激素、甲狀旁腺激素、降鈣素、性激素等）、維生素含量（維生素A、D、C）及其他活性物質(zhì)（轉(zhuǎn)化生長因子、表皮生長因子、白細(xì)胞介素1等）均不同程度地影響骨的生長發(fā)育。目前二十頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)二、骨骼的力學(xué)特性（一）骨骼的載荷模式1.拉伸2.壓縮3.彎曲4.剪切5.扭轉(zhuǎn)6.復(fù)合載荷目前二十一頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)骨的應(yīng)力是指骨結(jié)構(gòu)受到外來載荷時其表面單位面積所受到的力。骨的應(yīng)變是指骨在外力作用下的局部形變，包括線性應(yīng)變和剪切應(yīng)變。骨的應(yīng)力與應(yīng)變曲線（二）應(yīng)力對骨結(jié)構(gòu)的影響目前二十二頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)應(yīng)力較小時，在一定的范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變之間存在著一個線性關(guān)系，應(yīng)力-應(yīng)變曲線為直線，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系，稱為彈性區(qū)。去除外部載荷移后，材料將恢復(fù)到原來的形狀，即不會造成永久形變。載荷持續(xù)增加時，骨最外層某些部位就會發(fā)生屈服，即彈性區(qū)末端點(diǎn)稱為屈服點(diǎn)。屈服點(diǎn)以后的曲線則變成了非線性，骨將產(chǎn)生永久變形，稱為塑性區(qū)。載荷持續(xù)增加，骨組織的結(jié)構(gòu)體將在某個部位失效（骨折，圖中C點(diǎn)為斷裂點(diǎn)），對應(yīng)的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力（C’）。目前二十三頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)在應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖中的彈性區(qū)，材料的應(yīng)力與應(yīng)變之間存在著一定的關(guān)系，即應(yīng)力/應(yīng)變是常數(shù)，此常數(shù)為材料的彈性模量或楊氏模量，其大小等于這段直線的斜率。彈性模量或楊氏模量大小表示了材料抵抗變形的能力，稱為剛度。

目前二十四頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)達(dá)到極限應(yīng)力時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線下面的面積表示導(dǎo)致骨折所需要的能量。一般骨在生理負(fù)荷范圍內(nèi)，骨產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)外力去除后，彈性區(qū)內(nèi)的能量能同時被骨釋放，使骨恢復(fù)原狀。但當(dāng)骨不斷受到外力作用時，其應(yīng)變能量不能被及時完全釋放，經(jīng)積累后可能會損壞材料的結(jié)構(gòu)。目前二十五頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)骨的生長是破壞和重建兩個過程對立統(tǒng)一的結(jié)果。骨的塑形與重建是通過適應(yīng)力的作用，這種適應(yīng)性是按沃爾夫（Wolff）定律進(jìn)行的。適宜的載荷對骨有積極的影響，但過載、過用或過度沖擊性載荷可引起骨損傷甚至骨折發(fā)生。

（三）機(jī)械應(yīng)力對骨生長的影響目前二十六頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)運(yùn)動中，骨會反復(fù)受力，超過某一生理限度時使骨組織受到損傷，造成骨的損傷為疲勞性損傷。在持續(xù)性緊張的骨骼肌運(yùn)動中，首先引起骨骼肌疲勞，收縮能力降低，其結(jié)果是抵消作用于骨上的應(yīng)力的能力也減弱，導(dǎo)致對骨的作用力過大，骨結(jié)構(gòu)在反復(fù)的應(yīng)力刺激下導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的改變而發(fā)生骨折。（四）骨疲勞目前二十七頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)持續(xù)劇烈運(yùn)動/大強(qiáng)度勞動骨骼肌疲勞貯存能量能力下降動作結(jié)構(gòu)特征改變骨受載荷異常應(yīng)力分布改變高拉伸復(fù)合高壓縮斜行骨折斜行裂紋橫行骨折橫向裂紋疲勞性骨折的發(fā)生過程示意圖目前二十八頁\總數(shù)二十九頁\編于二十一點(diǎn)骨的力學(xué)性質(zhì)