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韧带、肌腱的力学特性

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韧带、肌腱的力学特性_第1页
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韧带、肌腱的力学特性l韧带是使各骨块相互连结的致密结缔组织的索状物l肌腱是位于肌腹两端,把肌肉与骨连结在一起的索状 或膜状致密结缔组织长肌的肌腱多呈圆索状,阔肌的 肌腱阔而薄,呈膜状,又叫腱膜 ) 6胶原纤维胶原纤维l别名:白纤维,新鲜时呈亮白色l组成:胶原蛋白l特点:韧性大,抗拉力强l作用:为组织提供强度和刚度8肌腱、韧带的力学特性l纤维排列不同,力学特性不同–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10弹性纤维弹性纤维l别名:黄纤维,新鲜时呈黄色l组成:弹性蛋白l特点:富有弹性,容易被拉长及复原l作用:在组织受载时提供延展性胶原纤维和弹性纤维的特性:胶原纤维弹性纤维材料类型塑性材料脆性材料拉伸破坏试验 加载开始时稍有伸长 ,但很快随负荷的增 加变得刚硬到达屈服 点,随之出现非弹性 变形,直到极限破坏低载荷下呈现较大 的伸长,但随载 荷的增加,纤维 突然变得刚硬, 没有变形而突然断 裂 变性范围6%——8%可达到原长的两倍多承受应力能力 大约是皮质骨在拉伸下 的一半仅为皮质骨在拉伸下 所能承受的1/10。

l胶原纤维–未受载荷时呈波浪状–受低载荷时,胶原纤维稍有伸长,直到波浪状的纤维拉直 ,此时胶原纤维束迅速变刚硬,直到屈服点–然后发生非弹性变形,直到极限而断裂破坏–破坏时的变性范围为6~8%l弹性纤维–受低载荷时,弹性纤维伸长很大–当达到极限破坏点时突然变刚硬,没有变形而突然断裂胶原纤维和弹性纤维的比例l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l主要功能:是把肌力传递到 骨或筋膜l几乎完全由胶原纤维组成l在拉伸载荷下,其性能几乎 与单独胶原纤维束的应变相 一致 韧带l功能:稳定关节、支持关节运动并防止过量运 动l强度:在载荷下,决定韧带强度的主要因素是 韧带的粗细、形状和载荷增加速度–韧带的横截面积影响其强度,与加载方向取向一 致的纤维数越多越宽越厚,韧带的强度越大–韧带与骨一样,其强度和刚度随加载荷速度的增 加而增大,当加载荷速度(变形率)增加4倍时 ,破坏时的载荷几乎增加了50%17韧带的组成l人体内的大多数韧带与肌腱一样主要由胶原纤 维所组成l但脊柱中的两个韧带——项韧带和黄韧带–由2/3的弹性纤维参与构成,所以几乎完全表现为 弹性性能。

–这些韧带具有特殊的功能,能保护神经根免受机械 冲击,为脊柱提供内在稳定性 人膝前交叉韧带拉伸破坏试验l①区:载荷稍有增加,因波浪形胶原纤维拉直而韧带伸长l②区:与加载方向取向相同的纤维完全拉直,组织的刚度迅 速增加组织开始变形并与载荷成线性关系胶原纤维也开 始出现微观破坏l③区:应变超过6%~8%(屈服点)后,胶原纤维束出现进 行性破坏l④区:在达到组织能耐受的最大载荷时发生组织的巨大破坏 l⑤区:韧带伸长约6%~8%时,韧带完全破坏虽然组织仍 然连续,但已不能支持载荷 ③ 应力——应变关系四、肌腱、韧带所致的功能障碍前交叉韧带试验lNoyes和Grood使用灵长类的膝前交叉韧带进 行慢速( 60秒,比体内损伤机制慢得多)和 快速(0.6秒,与体内机制相似)拉伸破坏试 验l结果–慢加载荷速度:韧带的骨性止点是最弱的部分,可 以发生胫骨棘撕脱–快加载荷速度:在2/3的测试样本中,最弱的部位 在韧带制动实验l将灵长类动物在在体石膏中制动8周后进行拉 伸破坏试验l结果:与对照组相比,这些动物的前交叉韧带 最大破坏载荷下降40%,能量储存明显减少, 制动韧带的刚度也明显减少,而伸长加大 结论l关节在部分或完全制动后,需要较长时间(可长达1 年)才能恢复正常的强度和刚度。

l当关节制动时,等长运动训练并不能模拟正常的生 理载荷,所以不能防止韧带强度的降低但关节制 动期间进行等长运动训练有很多有益效果l老年化在韧带上产生的改变与制动引起的结果相似 韧带的强度和刚度随着年龄的增长有明显降低肌腱拉伸强度l健康肌腱的拉 伸强度是肌肉 强度的两倍l临床现象:肌 肉断裂比肌腱 断裂更为常见 Protect(保護):避免踝關節再受傷,可用繃帶加以保護Rest(休息):停止走動,讓受傷部位靜止休息,減少進一步傷害Ice(冰敷):讓受傷部位溫度降低,降低發炎反應和肌肉痙攣,每1—2小時冰敷1次,每次 約5至10分鐘,不定時翻開、檢視,避免凍傷Compression(加壓):使用彈性繃帶緊包住腳踝,減輕腫脹Elevation(抬高):將腳抬高,高於心臟位置,增加靜脈和淋巴回流,加快恢復速度腱鞘l腱鞘就是套在肌腱外面的双层套管样密闭的滑 膜管,是保护肌腱的滑液鞘它分两层包绕着 肌腱,两层之间一空腔即滑液腔,内有腱鞘滑 液内层与肌腱紧密相贴,外层衬于腱纤维鞘 里面,共同与骨面结合,具有固定、保护和润 滑肌腱,使其免受摩擦或压迫的作用肌腱长 期在此过度摩擦,即可发生肌腱和腱鞘的损伤 性炎症,引起肿胀,称为腱鞘炎。

若不治疗, 便有可能发展成永久性活动不便 腱鞘炎腱鞘囊肿l谢谢!。

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