Механические свойства биологических тканей

Кость является армированным композиционным материалом. Например, кости нижних конечностей  армированы высокопрочными волокнами  в окружных и спиральных перекрещивающихся  направлениях.

Механические  свойства костной ткани зависят  от многих факторов: возраста, заболевания, индивидуальных условий роста. В  норме плотность костной ткани 2400 кг/м3, относительная деформация достигает 1 \%.

При различных  способах деформирования (нагружения) кость ведет себя по-разному. Прочность на сжатие выше, чем на растяжение или изгиб. Так, бедренная кость в продольном направлении выдерживает нагрузку 45000 Н, а при изгибе — 2500 Н.

Запас механической прочности кости весьма значителен и заметно превышает нагрузки, с которыми она встречается в  обычных жизненных условиях.

Вся архитектоника  костной ткани идеально соответствует  опорной функции скелета, ориентация костных перекладин параллельна  линиям основных напряжений, что позволяет кости выдерживать большие механические нагрузки. Так, например, в головке бедренной кости под каждую нагрузку формируется своя структура — так называемая ферма Мичелла. Все эти фермы связаны между собой и образуют сложную структуру.

Одной из важных особенностей конструкции костей скелета  является галтельность, т. е. скругление внутренних и внешних углов. Галтельность повышает прочность и снижает внутренние напряжения в местах резкого перехода.

Кости обладают различной прочностью в зависимости  от функции, которую выполняют. Бедренная  кость в вертикальном положении  выдерживает нагрузку до 1,5 т, а большая  берцовая кость до 1,8 т (это в 25—30 раз больше веса нормального человека).

Установлено, что  в соответствии с выполнением  физиологических задач по реализации опорных и локомоторных функций  согласно распределению силовых  нагрузок в костях формируются зоны разной твердости.  
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы 

А.Н. Ремизов, А.Г. Максина, А.Я. Потапенко «Медицинская и биологическая физика» М. 2010.

Г. Ильич, В. Лещенко «Медицинская и биологическая физика». М. 2009.

Лекция по Медицинской  и Биологической Физике 

Ресурсы сети Интернет

http://ru.wikipedia.org

http://www.medikalsite.ru