肌腱和韧带的生物力学（参考）.ppt

韧带断裂和肌腱受伤的机制 韧带断裂与肌腱受伤的机制基本相同，因此一下对韧带断裂的讨论也可引用于肌腱。当韧带在活体内受到一个超过它的生能负荷，达到屈服点前会出现微断裂。当负荷超出直线变形区，整条韧带会有明显的断裂，而它所连接的关节会有不正常的移位。移位会导致在韧带周边的组织包括关节囊、韧带、和供养这些组织的血管也同时受损。 载荷变形曲线第一区显示正常的生理反应，在微创区中，大应变导致应力加大最终令韧带断裂。人类测试显示前十字韧带屈服点340-390N前十字韧带受伤的关节会出现很大的关节内部移位，导致应力和软骨的负荷增加而出现关节退化。没有前十字韧带功能的膝关节会出现关节不稳和突然松动，这会影响日常生活如步行、跑步、蹲膝动作。 肌腱和韧带受伤机制十分相似，但因肌腱于肌肉连接，要多考虑两个重要因素，分别是连接着肌腱的肌肉所发挥的收缩力与肌腱相对于肌肉的横切面积比例。 肌肉收缩时，连接的肌腱便会承受应力，在肌肉承受最大收缩时，肌腱的拉伸应力也达最高点。在肌肉进行离心收缩时，肌腱承受的应力会更大。例如很快的背屈踝关节，小腿跖曲肌肉还未来及发挥反射性松弛，所以便会增加跟腱的拉力。如负荷超过跟腱的屈曲点便会导致跟腱断裂。粗大的肌腱能承受较大负荷。一般大肌肉有较大的肌腱连接。 影响肌腱和韧带生物力学特性的因素 有很多因素会影响肌腱和韧带的生物力学特质。最常见的包括老化、妊娠、活动及制动、糖尿病、使用类固醇或非类固醇消炎药或血液透析等 在成人中或超过60岁的年老人中，胶原纤维的直径显著缩小。成长期过后步入衰老期，细小的胶原原纤维增加，胶原的生物力学特性会有一段时间横向发展，之后组织的拉伸强度和刚度便会减退 妊娠和产后可能和妊娠后肌腱和韧带较为松弛有关 活动和制动 生物组织是活的，它的机械性是会随着它所承受的应力而改变，导致它能适应不同的功能要求及发挥最佳。 韧带和肌腱都像骨一样会受应力影响而产生重新塑造。若应力大，它们会变的更坚韧，若应力减少，它们的刚度也会减低 运动训练增加肌腱和韧带与骨连接点的拉伸强度 制动后这些韧带的新陈代谢有所增加，导致大量未成熟的胶原产生和胶原分子间关联飞质和量减低 糖尿病 糖尿病病人的新陈代谢异常导致身体丧失氧碳化合物的功能。糖尿病人比正常人多肌腱挛缩（29%比9%）腱膜炎（59%比7%)关节强直（40%比9%）关节囊炎（16%比1%），骨质疏松等 类固醇 在韧带受伤后使用皮质类固醇可能会严重影响它的生物力学和组织特性，也会妨碍胶原的合成 非类固醇 非类固醇消炎药常用于处理肌肉骨骼系统的痛症。短期使用非类固醇消炎药不会对肌腱恢复构成不良影响，反而加速这些组织恢复正常的机械特性。 血液透析 在长期接受血液透析的病人当中，发现74%有肌腱或韧带度过松弛，49%髌腱伸长。淀粉样变沉积在肌腱的膜上可能是导致结构改变的原因。 移植物 韧带损伤后的重建已经十分普遍，尤其前后交叉韧带。可采用同种异体移植，自身移植等。在采用髌腱来为前交叉韧带重建手术后，6,12和24月抽样发现自身移植组织结构和排列有很大改变。但即使移植物和受体完全融合，它也只能起到约束膝关节稳定性作用 肌腱和韧带的组成与结构 胶原 弹力蛋白 基质 血液供应及滑动结构 外围结构及在骨骼上的附着点 肌腱和韧带的机械特性 生物力学特性 肌腱和韧带的生理负荷 肌腱和韧带的粘弹性表现（对应力速率的依赖性） 韧带断裂和肌腱受伤的机制 影响肌腱和韧带生物力学特性的因素 成长及老化 壬辰和产后 活动及制动 糖尿病 类固醇 非类固醇消炎药 血液透析 移植物 概述 肌腱、韧带和关节囊是覆盖、连接和制动关节的三个主要结构组织。虽然它们都不像肌肉那样主动收缩，但它们对关节运动都有着重要的作用。 韧带和关节囊提供骨与骨的连接，从而增强关节的稳定性和引导正常关节运动及防止关节过度屈伸。韧带和关节囊都给关节提供静态限制。肌腱连接肌肉与骨骼，把肌肉的收缩力传至骨骼上，从而使关节运动或保持身体的姿势。肌腱与肌肉组合成肌腱-肌肉单位，构成动态限制。肌腱另一个功能是确保肌肉在其两端的附着处之间能够维持最佳的收缩长度，以免过度伸展。 肌腱和韧带受伤或不协调很常见。对这些组织的生物力学特性及自身复原的潜能有适当了解是正确处理这些损伤的基础 肌腱和韧带是组成与结构 肌腱和韧带都是高密度的结缔组织，含有大量平行排列的纤维胶原组织。这些血流量少的组织拥有很多胶原，而胶原是一种纤维蛋白质，它占全身总蛋白的1/3.胶原的机械稳定性对肌腱和韧带的强度和韧带都很重要。 和其他结缔组织一样，肌腱和韧带都只含有少数的细胞（成纤维细胞）和大量的细胞外基质。细胞大约占整个结构的20%的体积比例，而其他细胞外基质占其余的80%。组成这些外基质的大约70%是水分，其他的30%是固体物质。固体物质包括胶原、基质和少量的弹力蛋白