骨科及康复生物力学.pptVIP

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2019-01-22 发布于浙江
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骨科及康复生物力学.ppt

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* * 骨科及復健生物力學骨小樑結構 Wolff’s law ˙Form follows function ˙Bone has the ability to adapt, by changing its size, shape, and structure to the mechanical demands placed on it ˙Bone is laid down where needed and resorbed where not needed ˙The remodelling may be either external (a change in the external shape of the bone) or (a change in the porosity, mineral content, and density of bone) Structural Adaptation 生物力學巨觀 → 微觀形態 (Morphology) 功能 (Function) 巨觀力學 → 微觀力學有限元素法 σ = C ε F = K x K：stiffness matrix Viscoelastic model σ = μ dε／dt μ ：viscosity coefficient 緻密骨 (Cortical Bone) 組成：osteon, collagen, calcified tissue 成骨細胞 (osteoblaset) 蝕骨細胞 (osteoclast) 骨母細胞 (osteocyte) 細胞力學 (Cell Mechanics) 海綿骨 (Cancellous Bone) 材料 (material) 及結構觀點 (structure) 材料性質：E 結構性質：K Truss Bar Beam 材料性質各向同性 (Isotropic) Only one E (K…) σ = E ε τ= G γ Shear modulus G = E / 2 (1+ν) Anisotropic Stiffness matrix Size effect of Mechanical properties 力學力 (Force) 變形 (Deformation) Principal strain Strain energy 應力 (Stress) Principal stress 骨折癒合 (Fracture Healing) 骨折癒合 (Fracture Healing) Biology of Fracture Healing The fracture ( ~ 7 days after injury) The granulation tissue stage (~ two weeks) The callus (4 ~ 16 weeks) The remodeling process (1 ~ 4 years) The modeling stage (one or more years) The regional acceleratory phenomenon (RAP) Bone Remodeling The A – R – F sequence A: Activation R: Resorption F: Formation Bone Modeling A-F or A-R Mechanical Adaptation Remodeling : A-R-F Modeling: A-F or A-R 骨折癒合 (Fracture Healing) Concept of Interfragmentary Strain (ε)Perren Cordey ˙ The type of tissue at the fracture gap corresponds with the degree of strain ˙ Fracture healing is accompanied by a successive decreases of interfragment motion ˙ More suitable for gap or contact healing mechanism 骨折癒合 (Fracture Healing) ε: Interfragmentary strain 骨折癒合 (Fracture Healing) 骨折癒合 The