运动生物力学基础—胶原组织生物力学（人体运动学）.pptx

胶原组织的生物力学

内容用韧带(包括关节囊)皮肤肌腱

内容用胶原组织胶原纤维强度和刚度弹性纤维延展性网状纤维容积基质减少纤维间摩擦

1胶原组织的力学特性在载荷下,胶原组织的特性受三种主要因素影响:①纤维的结构。②胶原纤维和弹性纤维的特性。③胶原纤维和弹性纤维之间的比例。

1胶原组织的力学特性①纤维的结构肌腱纤维几乎完全平行排列,使肌腱更适应于承受高拉伸载荷。

1胶原组织的力学特性①纤维的结构韧带纤维,包括关节囊,较少恒定的结构,在不同的韧带中,结构随韧带的功能而异。虽然多数韧带纤维近似平行,但也有些纤维不是平行排列。

1胶原组织的力学特性①纤维的结构皮肤纤维呈网状,这种结构使皮肤在各个方向上具有延展性。皮下组织的结构则更为松散,从而提供更大的扩展空间。

1胶原组织的力学特性①纤维的结构肌腱能承受最强的拉伸载荷。韧带受拉伸载荷时,由于纤维不成行,只有与主纤维方向完全一致的纤维首先被完全拉直而承受最大载荷;那些与主纤维方向不平行的纤维,只承受低载荷。皮肤纤维走向较韧带更无规则,故所能承受的最大载荷也最小，因此皮肤在拉伸下,比肌腱和韧带更脆弱一些。

2胶原纤维和弹性纤维的特性胶原纤维弹性纤维90%胶原组织类塑性材料类脆性材料胶原纤维应力应变（%）510弹性纤维应力应变（%）100200

2胶原纤维和弹性纤维的特性胶原组织中弹性纤维和胶原纤维之间的比例随该组织功能的不同而不同,并影响组织的力学性能。肌腱韧带

3胶原组织的生物力学

3胶原组织的生物力学黄韧带应力应变（%）70膝前交叉韧带

4各种载荷条件下骨-韧带-骨复合体的性能骨-韧带-骨复合体载荷的速度载荷的持续时间

4各种载荷条件下骨-韧带-骨复合体的性能恒定载荷效应关节在长时间内承受恒定的低载荷时,软组织发生缓慢变形即蠕变。受载初期6~8小时内这种蠕变最大,如在较低速度下持续数月，绝大部分蠕变发生在负荷-变形曲线的初始区。

4各种载荷条件下骨-韧带-骨复合体的性能恒定载荷效应当软组织变形到某一恒定长度时,使载荷发生松弛,载荷随时间而减小，即应力松弛。

4各种载荷条件下骨-韧带-骨复合体的性能恒定载荷效应当软组织变形到某一恒定长度时,使载荷发生松弛,载荷随时间而减小，即应力松弛。

5肌腱肌腱的功能是把肌肉附着在骨或筋膜上,并把拉伸载荷从肌肉传递到骨或筋膜,从而产生关节运动。有鞘肌腱无鞘肌腱肌腱承受特别高的摩擦力(如在手掌面,手指及腕关节)，肌腱有一层鞘包裹。这种鞘由纤维层组成并衬一层滑膜壁层,滑膜细胞产生的滑液有利于肌腱滑动。在肌腱承受较低摩擦力的部位,肌腱由一层疏松结缔组织构成的腱鞘包裹。

6肌肉-肌腱-骨复合体在负荷下,肌腱的性能几乎与韧带的性能完全相同。肌腱的粗细形状以及加载荷速度决定肌腱的强度。

6肌肉-肌腱-骨复合体活动时,有两个主要因素影响肌腱承受的应力值:①与肌腱连结的肌肉收缩量。②肌腱的直径与肌肉直径的比值。肌肉收缩时,肌腱上的应力值增加，主要表现为拉应力增高。若肌肉快速被动伸展,肌腱上的拉应力可进一步升高。

6肌肉-肌腱-骨复合体肌肉产生的收缩量取决于它的生理横截面积。肌肉的横截面积越大，收缩产生的力值越高,通过肌腱传送的拉伸载荷也越大。同样,肌腱的横截面积越大,能承受的载荷也越大。