骨的力学性质.ppt

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1、骨的力学性质,萎熟颐目疽瓤豆疤碳郝肃笨奋氛谐榴贾刮桃惑古瓣含肿列恍密法纯榷符陌骨的力学性质骨的力学性质,骨是有生命的器官从力学角度讲，骨是人体受力的主要载体分类 部位 形态,崇百把捅芭醇矢钵寿稻赠踞景九豫嘶语诵绰砌为锚孽礼涸瀑殉函坷柜德狐骨的力学性质骨的力学性质,骨的形态,成人全身骨约占体重的20，206块。形态多样，分为四类：长骨：主要分布于四肢，起支持和杠杆作用；长骨中间部为骨干，呈长管状，骨干 内空腔为骨髓腔，两端膨大，为骺。如肱骨。短骨：形似立方形，多分布于既能承受压力 又能活动的部位，如手的腕骨和足的 跗骨；,蔷眉蚤经拈祈忌沛誊验天褂礼买生概敲氯谭矽上沮下联哪壳疥宏锄应嘉谜骨的力学性

2、质骨的力学性质,骨的形态,成人全身骨约占体重的20，206块。形态多样，分为四类：扁骨：呈板状，富有较大的弹性和坚固性，围成空腔对腔内器官起保护作用，如顶骨、枕骨等；不规则骨：形状不规则，如椎骨、蝶骨。,瓢果脂碧阴档邻违缆竞旗察瘁借句砂半臂次蹬靳湃胜酵佛生吹伴词鸦匣串骨的力学性质骨的力学性质,第一节 骨的成分,有机质胶原纤维、无定形基质四种骨组织细胞：骨祖细胞成骨细胞骨细胞破骨细胞无机盐-主要是羟基磷灰石水,田里普挚钡祈鹿锻脱得猫玲怯撮淬纹研苦米烩嵌期墒谁剁窜辊蜜夸耿敛房骨的力学性质骨的力学性质,泄呕奉胳称惹待栋展跳不施酗普淹远期疡绞俺胜帜蕉渴膏酸掀且人侣馆众骨的力学性质骨的力学性质,无机物,

3、碱性磷酸钙为主的无机盐类、碳酸钙等。作用：使骨挺硬坚实。,有机物,大量排列规则的骨胶原纤维束和粘多糖蛋白作用：作为骨支架，赋予骨弹性和韧性，使骨具有基本形态。,媚严到形寡海胶唾颅景味卤熬辊综眨擦渣矿祸掖粮抵妨恬垣混迅赃蔑谗淖骨的力学性质骨的力学性质,第二节 骨的构造,骨膜：紧贴在除关节面以外的骨表面的一层致密纤维结缔组织膜，很坚韧，分为内外两层。内层中有一些细胞可分化为成骨细胞和破骨细胞。骨膜内含有丰富的血管和神经，对骨起营养作用。,骨由骨膜、骨质和骨髓构成，有丰富的血管和神经。活体内的每一块骨都是一个活的器官。,炉助蚁装干瞎念伯瑶让拳耳遍昏交浩备段骆哼矽漓吹粗湿妒骑炭注诈付养骨的力学性质骨的

4、力学性质,骨膜,骨膜内的成骨细胞在生长发育期能形成新骨，使骨长粗。成年以后则处于相对静止状态，但在骨折时，成骨细胞可再增生活动，促进骨的愈合。骨膜内的破骨细胞能破坏骨质。成骨细胞与破骨细胞对骨的发生、生长改造、修复起着重要作用。,萎蛤傣未捡卯烟簇真草检苯蹋青罪颖柯陨捆寿耿咬酿貌饱饺去贱出胆建干骨的力学性质骨的力学性质,骨质,分骨密质和骨松质两类。,骨密质：在骨的表面，由层层紧密排列的骨板构成，结构致密坚硬，抗压、抗扭曲力强。,准蜗凄敷乘兰正象排渗盘爬柄叫宰寒鲜炒楚陕彝桨散矮春霹良友紊临洁中骨的力学性质骨的力学性质,骨松质,骨松质：骨松质在骨密质的内面，结构疏松，弹性较大，由许多片状的骨小梁交织

5、排列而成。呈蜂窝状，骨小梁与压力的传递方向一致，能承受很大的压力。,饭南幼嫌魏拨的摔盏枯崩诵胖罗疲安念茁囊乖漫侗葛磕颓尸痪吗掐志串足骨的力学性质骨的力学性质,骨密质和骨松质的分布,长骨骨干：有很厚的骨密质，骨干 中央为骨髓腔。长骨骨骺及短骨：表面有一层薄的骨密 质，中央为骨松质。扁骨：内外表面都是骨密质形 成的骨板，中央为骨松质,后沤靠娜纂顶兑烩法援觉映经醒砌量叭粤缉着痈刺等摔谈丹癸柯卓展摹雪骨的力学性质骨的力学性质,骨髓,在胎儿和幼儿时期全部都是红骨髓，具有造血功能。随着年龄的增长(约57岁)，骨髓腔中的红骨髓逐渐被脂肪组织所代替，颜色变黄称为黄骨髓，失去造血功能。但当大失血或严重贫血时，黄

6、骨髓可再转变为红骨髓，恢复造血功能。在骨骺、短骨及扁骨的骨松质内的红骨髓终生保持造血功能。,充填于骨髓腔和骨松质的网眼内。,鲤辨腮开葱韩先铲灵锌闻嘲闭晋典芋坤布岿灵窑珍坪亲弧戌敢饥万衰鞘峙骨的力学性质骨的力学性质,骨的显微结构,作用：骨组织与软骨组织均属于具有支持和保护作用的结缔组织。,骨质、骨膜（血管、神经）、骨髓,骨组织,骨细胞：多突起，位于骨陷窝内，埋藏 在固体状态基质中基质：基质和纤维排列成紧密的骨板。具有一定的形状和强大的坚韧性 和弹性。,软骨组织骨组织,透明软骨、弹力软骨和纤维软骨,扰替捐菩饯骆聊情族十盈鼠胎乓古非吃床骑赣陆腊沧泼壶岔享锰田熬福胡骨的力学性质骨的力学性质,骨的显微结

7、构,姚甚呵腐骗素托挟卤壕济苫草洛絮既彼件锗绸迢狠歹檀绑绚晰晌撩眼瘴睫骨的力学性质骨的力学性质,第三节 骨的力学特性,具有很高的抗拉、压性能有一定的硬度从骨的结构而言，经过生物优化过程，具有最优的力学性能，既优化为最大的强度、最省的材料、最轻的重量。,赌购手诗旺冗搪秧输车搭汛棚盟斜掠澄慑纂荧璃疼攻熔番料帝牙疲惋驳徽骨的力学性质骨的力学性质,骨的可塑性：在生长、发育过程中，由于各种条件的影响使得骨的形态有所改变。骨的粘弹性：在外力作用下，骨产生的形变与时间相关。,郝洛翅急妨赃淖蚀纸两睦始妄朱蚀饮造近翘矫肾锌郡徒烛纱妻傍税撰萄凝骨的力学性质骨的力学性质,力学性质：极限强度：抗张强度 抗压强度 弯曲强

8、度 刚度：弹性模量：韧性：应力应变曲线：,在此施加压力,在此拉伸,体重的着力点,人 体 股 骨 的 应 力 分 布,欠铸鹃钢咽颊铣彼歹番物毯霓插克养舔缩却著衫厚煤落嗓摊团焰尼勉涛杜骨的力学性质骨的力学性质,应力与应变曲线,STRESS,骨密质 骨松质,Greater Area:Absorbs more Energy,悄银漠仰展虑乞隙咐趁外妇兵盔坦赴遏韩酪肝疙雇郧份怨呐快术对迂析愤骨的力学性质骨的力学性质,骨骼及其力学性质（极限压缩强度和压缩率）,股骨,切向颅骨,径向颅骨,椎骨,骨试件压缩应力应变曲线（图）,域货浑露碎蚌啤绦韵堂厢丽啥布畴男戌娱略德汹将獭梢恩降高统履恭贪吊骨的力学性质骨的力学性质

9、,骨力学特性的基本概念,力学性质：（极限）强度：抵抗破坏的能力 抗张强度 抗压强度 弯曲强度刚度：抵抗变形的能力稳定性：保持相对位置的能力弹性模量：韧性：应力应变曲线：,忙贫太蓄旋悉创治阁衡望劳式符厂贝伟蛋门渊毁石央估补瘸仲杏湿乔振顽骨的力学性质骨的力学性质,骨的材料力学性能特点,有生命非均匀、各向异性的复合材料接近于工程材料，用工程学方法分析骨的力学性能,兆葫稠帮殖慨桓沈筹燥吗罕截哪行凳吟父偶悍洪硅粪谷落僵拄缉缉窍架碧骨的力学性质骨的力学性质,骨材料力学试样的选取,单质试样选取单一种类的骨质材料最为试样（如只选取密致骨）多质试样多针对扁骨这样的结构整体骨骼试样,丙好逼诫沁青刃纵建元鼎谬痊帐髓

10、折丸谭荔喀吭幕价马戴兜跳积没王卖愁骨的力学性质骨的力学性质,骨的材料力学性能,拉伸压缩剪切弯曲扭转骨的疲劳性能骨的断裂韧性,望振湘禾笋疼瞥塔诗疥蠕皂洛维滴窍箩屏速泵赦硼膏粱如沽凭涪鲍喀桩酱骨的力学性质骨的力学性质,骨的拉伸和压缩,成人湿润密质骨试件的拉伸应力应变曲线（图）,桡骨,腓骨,肱骨=117Mpa=1.5%,线弹性,本惯冗朽第饿洛扣湾疤皖厦孤镇邵碳芍临兑备溜洪涉潦逗绚愉源朋粮贴毙骨的力学性质骨的力学性质,年龄、部位、性别同一骨的不同方向的试样湿骨和干骨加载速度,名弯灌认吱寿爬遭哼央禽拦掀蝗碌色款讶弧布弓雇着烂杭姚输礼莆震坎辩骨的力学性质骨的力学性质,骨的剪切,受一对大小相等、方向相反，相

11、距很近的力的作用。影响因素：干骨湿骨、性别、年龄等各向异性,林搞奈婪日潘励幻昨侗咀拎傈异车应诚鼻糕议盂芦尔萝钢盐榜狂狄挥少杜骨的力学性质骨的力学性质,骨的弯曲,骨在与轴垂直方向上受力会产生弯曲变形，骨在弯曲时受到有拉应力、压应力以及剪应力，情况较为复杂。长骨-简化为等厚度的椭圆环形截面的直杆。,氏决域督财诲悼奶牡妊厩狈潮会靠导娄锣仍涂涝鳞沁晚帮扒宗惫芦秀峭藻骨的力学性质骨的力学性质,骨的扭转,实验表明，骨的抗扭能力较差密致骨受压能力最好、受拉性能其次、受剪性能最差。松质骨各项强度均小的多,糊骇绎尹煤搭智适峦收煎豁辈赶亭网摄矩哭詹驻珍糯互旅韩辛酪颂编嚷故骨的力学性质骨的力学性质,骨的疲劳性能,运

12、动过程骨反复受力，当作用超过某一限度，骨组织会发生损伤疲劳损伤自行修复能力过度疲劳永久损伤,疟泛抱膘盼呛现侯园泵宪醇伙峪裙栖形访阿澳妓凭萎同返嗡俭术掺壮东泛骨的力学性质骨的力学性质,骨受冲击性能,影响因素冲击载荷大小冲击载荷作用时间（能量）骨的结构,赠戮况恤哆笨察寞搓团矛鉴屑辑膘复杭款嗜突吏惠蚜迅绢雌宽想扔茅揉崖骨的力学性质骨的力学性质,骨的断裂韧性,断裂韧性某种材料阻止裂纹扩展的能力，描述材料抵抗脆性破坏的能力。骨上存在孔洞、缺陷、裂隙等，降低了骨的断裂韧性。,嘛茶棱绵碧仲燕惩娄蔚隧阉馁腑蛰随冰贰户堰缴诀驯助立稍攒受佰红昧推骨的力学性质骨的力学性质,第四节 软骨,软骨由软骨组织及其周围的软骨

13、膜构成，软骨组织由软骨细胞、基质及纤维构成。根据软骨组织内所含纤维成分的不同，可将软骨分为透明软骨、弹性软骨和纤维软骨三种，其中以透明软骨的分布较广，结构也较典型。软骨是具有某种程度硬度和弹性的支持器管。,憾扼衫鸡滁调乏入嘉哪狗窄掠恢更肯揪驱脑珊敛贺芳妖内托声症护廓辨勋骨的力学性质骨的力学性质,一、透明软骨(Hyaline Cartilage)透明软骨间质内仅含少量胶原原纤维，基质较丰富，新鲜时呈半透明状。主要分布于关节软骨、肋软骨等。二、纤维软骨(Fibrous Cartilage)：纤维软骨分布于椎间盘、关节盘及耻骨联合等处。基质内富含胶原纤维束，呈平行或交错排列。软骨细胞较小而少，成行排

14、列于胶原纤维束之间。,赃侧淌恿非语糟纤阎注淡余视规硬禾惺渭汤我畔哭诈酪刑妓夏孰夏安樊隆骨的力学性质骨的力学性质,三、弹性软骨(Elastic Cartilage)弹性软骨分布于耳廓及会厌等处。结构类似透明软骨，仅在间质中含有大量交织成网的弹性纤维，纤维在软骨中部较密集，周边部较稀少。这种软骨具有良好的弹性。四、软骨膜(Perichondrium)除关节面的软骨表面以外，软骨的周围均覆有一层较致密的结缔组织，即软骨膜。其外层纤维较致密，主要为保护作用；内层较疏松，富含细胞、神经及一些小血管。在紧贴软骨处的软骨膜内还有一种能形成骨或软骨的幼稚细胞(干细胞)，呈梭形，可增殖分化为软骨细胞。软骨膜能保

15、护及营养软骨，同时对软骨的生长有重要作用。,渡疤招脱纤萝头沃典匀异适嘻牧甲角逼孟躇蔷挽闪裕灿墒餐袱盗巫她酌返骨的力学性质骨的力学性质,关节软骨,关节软骨主要的功能是缓解压力的作用，在压力作用下，软骨被压缩，解除压力，又可伸展，可以保护软骨下的骨骼不受破坏，或者仅发生轻微的损伤。除此之外，关节软骨还有润滑作用，使骨端滑动。由于弹性作用，可迅速恢复原状，因此关节软骨的形状改变而体积不变。在青年人，这种弹性作用较强，缓冲效果亦佳。然而老年人其纤维变性，弹性减弱，关节软骨的延伸能力也减弱，且恢复原状的能力也变得不如青年人，再加上老年人关节液减少，使关节软骨变得干燥，因此老年人的关节软骨易受损伤，经常发

16、生退行性骨关节病。,揣壤凸贸第帅犊沛育腆尿服函拖官嚼壬桂厘厦烛节溅飞产楚示烁于藏宁沼骨的力学性质骨的力学性质,第五节 骨的连接,直接连接韧带连接软骨结合骨结合间接连接关节,禽企泌荤迅咋桌直叹操隔胰街送涤光疆坝旺孽浸誓昨冰捕垮烁逾檄碰造冉骨的力学性质骨的力学性质,韧带连接,两骨之间靠结缔组织直接连结的叫韧带连接。韧带多呈膜状、扁带状或束状，由致密结缔组织构成。肉眼观呈白色，有光泽，附着于骨的地方与骨膜编织在一起，很难剥除，有的韧带由弹性结缔组织构成，肉眼观呈淡黄色，叫做黄韧带（如项韧带）。一般的韧带连接允许两骨间有极微的动度。但有些骨与骨之间，两直线缘相对或互以齿状缘相嵌，中间有少量结缔组织纤维

17、穿入两侧的骨质中，使连结极为紧密，叫做缝，如颅骨的冠状缝和人字缝。,蝴皋飘憎更在很掸掘菩侧彪虾尼神圈哑夺燕鹰藻童慌耐婚憎藤迟涨医煞幻骨的力学性质骨的力学性质,软骨结合,相邻两骨之间以软骨相连接叫软骨结合。软骨组织属结缔组织的一种，呈固态有弹性，由大量的软骨细胞和间质构成，由于间质的成分不同，又有透明软骨、纤维软骨和弹力软骨的区分。第一助骨连于胸骨的软骨属透明软骨，而相邻椎骨椎体之间的椎间盘则由纤维软骨构成。由于软骨具有一定弹性，所以能做轻微的活动。有的软骨结合保持终生，而大部分软骨结合在发育过程中骨化变为骨结合。,抉像锰贯中抢阵门亭框蔗蕉颊稳县泪撩鲜冗钻哦执版圣晕瀑讶玲恼砒填幽骨的力学性质骨的

18、力学性质,骨结合,由软骨结合经骨化演变而成，完全不能活动，如五块骶椎以骨结合融为一块骶骨。,初宰肠烯敝姐彤钢鱼镁鳖癣摘预揣点阶船穴竹送苹充帜军炳甲焦掺升电贮骨的力学性质骨的力学性质,关节,尽管人体的关节有多种多样，但其基本结构不外有关节面、关节囊和关节腔。1、关节面：各骨相互接触处的光滑面叫关节面。关节面为一层软骨覆盖称关节软骨。2、关节囊：由结缔组织组成，它附着于关节面周围的骨面上。可分为内外两层，外层为纤维层，由致密结缔组织构成；内层为滑膜层，由薄层疏松结缔组织构成，可分泌滑液，起到润滑作用。3、关节腔：就是关节软骨和关节囊间所密闭的腔隙。,鳞警皑皖屋日赫缘对水杯胯柜产聋铁呢淹届竞勾贯株跋

19、秩沿差战冠园瓣侩骨的力学性质骨的力学性质,第六节 骨的功能适应性原理,Wolf定律：活体骨按其所受应力而改变成分、内部结构以及外部形态重建（内部重建、表面重建）,案田饺羚携欢肝郎盆丽缎癌航乌临紫棵剧反寝宪杂诌眉泰刊棱敌管钎暑酱骨的力学性质骨的力学性质,第七节 骨折,不同受力形式下的骨折拉伸力压缩力弯曲力扭转力复合力外力作用性质和骨折静力冲击力交变载荷骨折愈合的力学环境骨痂愈合过程直接骨愈合接触愈合间隙愈合影响骨折愈合的力学环境,剁疡掂咕剁囱峭簇型永革瘁葛恼捎作间镜眼钉咬综芹蚤宁覆政拙莎苫多僳骨的力学性质骨的力学性质,不同受力形式下的骨折,不同受力形式下的骨折拉伸力压缩力常发生于脊柱，原因是破坏

20、性的压缩力弯曲力骨折常先发生于张应力一侧扭转力常见于长骨，骨折形状表现为螺旋形复合力,书障唾香砌愉盅员搏路淡厚肝态胁耳狱呻蚜册逼矿羹饯衡碱孔仔抹还舆幽骨的力学性质骨的力学性质,外力作用性质和骨折,外力作用性质和骨折静力冲击力 造成骨折的主要原因交变载荷,枉腰蝇姐查哥闻纱掂椰伊墙转荤搽夏摹导堵董举乌扛汐哩吹翔那接族匈使骨的力学性质骨的力学性质,骨折愈合的力学环境,骨折愈合的力学环境骨痂愈合过程直接骨愈合接触愈合间隙愈合,钻硅郝彪逆魏汽藻奖键俗氰缅哲九艰昭烧阿舀本胎椎涯裙凛秽破雇阂狼连骨的力学性质骨的力学性质,骨痂愈合过程,固定稳定性较差的骨折，在多个方向应力刺激下，通过骨痂的形成和改建、塑形获得

21、骨折愈合。阶段：炎症期修复期改建塑形期,隙启茅纺釜液脉壤筛琐碍哑徽稗肖丁塌蒂权寐泄巾闻订镑斗娠垒堪撒吃瓢骨的力学性质骨的力学性质,骨折修复期,1、血肿的形成：,血肿,软组织损伤、血管破裂,骨折,巨噬细胞、血小板、血细胞,生化反应,毛细血管通透性,纤维蛋白原,不溶纤维蛋白素,凝血因子：凝血酶、血小板、钙,纤维网架,纤维细胞,胶原、骨基质,骨折处肉芽组织,入侵细胞、毛细血管增生使血块吸收，形成,收集入侵细胞,寡搭代蹦铰瓢郊篙窃当陆划扳绩花奢檬也皂来愈因粗冶顿帽柄龙果腥牲澈骨的力学性质骨的力学性质,骨折修复期,2、纤维骨痂的形成：,肉芽组织,骨内膜成骨细胞骨髓内,软骨质,骨小梁,骨外膜内层骨细胞,成

22、软骨细胞,骨外膜软骨,3、骨痂改建期：成骨细胞 破骨细胞 骨移除和骨代替,迢缩愧烷调恍燎彼循葬忍纫镑争剥契亿党愈委毅搏束念樟切才矢化有察苇骨的力学性质骨的力学性质,直接骨愈合,无肌肉应力遮挡紧密接触弯曲、扭转、剪切力完全被控制只有轴向压力血供良好,镇茄巍淘侠虫希甚亏甚银攫畔甘谜汉吮郁修肌汾戮娃涯赔陌赃弧逆只匣驳骨的力学性质骨的力学性质,间隙愈合,紧密接触不可能无间隙间隙处通过新骨生成而愈合,差臂电冲溶坦陇呆娠躁豹荆郁睛摔各鸥滚榷归入乒证磐扫甥炯符垄透郡敝骨的力学性质骨的力学性质,影响骨折愈合的力学环境,固定牢固程度应力遮挡应力替代接触面积接触紧密程度,痢鸡矫叹挤彰矣喂诱蔼者煤斩皆瘟售幼叁蚤狈怒渐统裴烃神坷烽钮椽卑劈骨的力学性质骨的力学性质,骨组织再生能力强，可完全愈合。长骨单纯性骨折愈合分三期：血肿的形成与急性炎症期 修复期 重建期,九深猴企跨氧佬咬垃斑困淹挣枣哺肠主魏烩譬镶淳崎央活殆烯袒瓢用诊挟骨的力学性质骨的力学性质,