運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)基礎(chǔ)-膠原組織生物力學(xué)（人體運(yùn)動(dòng)學(xué)）

膠原組織的生物力學(xué)內(nèi)容用韌帶(包括關(guān)節(jié)囊)皮膚肌腱內(nèi)容用膠原組織膠原纖維強(qiáng)度和剛度彈性纖維延展性網(wǎng)狀纖維容積基質(zhì)減少纖維間摩擦1膠原組織的力學(xué)特性在載荷下,膠原組織的特性受三種主要因素影響:①纖維的結(jié)構(gòu)。②膠原纖維和彈性纖維的特性。③膠原纖維和彈性纖維之間的比例。1膠原組織的力學(xué)特性①纖維的結(jié)構(gòu)

肌腱纖維幾乎完全平行排列,使肌腱更適應(yīng)于承受高拉伸載荷。1膠原組織的力學(xué)特性①纖維的結(jié)構(gòu)韌帶纖維,包括關(guān)節(jié)囊,較少恒定的結(jié)構(gòu),在不同的韌帶中,結(jié)構(gòu)隨韌帶的功能而異。雖然多數(shù)韌帶纖維近似平行,但也有些纖維不是平行排列。1膠原組織的力學(xué)特性①纖維的結(jié)構(gòu)皮膚纖維呈網(wǎng)狀,這種結(jié)構(gòu)使皮膚在各個(gè)方向上具有延展性。皮下組織的結(jié)構(gòu)則更為松散,從而提供更大的擴(kuò)展空間。1膠原組織的力學(xué)特性①纖維的結(jié)構(gòu)肌腱能承受最強(qiáng)的拉伸載荷。韌帶受拉伸載荷時(shí),由于纖維不成行,只有與主纖維方向完全一致的纖維首先被完全拉直而承受最大載荷;那些與主纖維方向不平行的纖維,只承受低載荷。皮膚纖維走向較韌帶更無(wú)規(guī)則,故所能承受的最大載荷也最小，因此皮膚在拉伸下,比肌腱和韌帶更脆弱一些。2膠原纖維和彈性纖維的特性膠原纖維彈性纖維90%膠原組織類塑性材料類脆性材料膠原纖維應(yīng)力應(yīng)變（%）510彈性纖維應(yīng)力應(yīng)變（%）1002002膠原纖維和彈性纖維的特性膠原組織中彈性纖維和膠原纖維之間的比例隨該組織功能的不同而不同,并影響組織的力學(xué)性能。肌腱韌帶3膠原組織的生物力學(xué)3膠原組織的生物力學(xué)黃韌帶應(yīng)力應(yīng)變（%）70膝前交叉韌帶4各種載荷條件下骨-韌帶-骨復(fù)合體的性能骨-韌帶-骨復(fù)合體載荷的速度載荷的持續(xù)時(shí)間4各種載荷條件下骨-韌帶-骨復(fù)合體的性能恒定載荷效應(yīng)關(guān)節(jié)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)承受恒定的低載荷時(shí),軟組織發(fā)生緩慢變形即蠕變。受載初期6~8小時(shí)內(nèi)這種蠕變最大,如在較低速度下持續(xù)數(shù)月，絕大部分蠕變發(fā)生在負(fù)荷-變形曲線的初始區(qū)。4各種載荷條件下骨-韌帶-骨復(fù)合體的性能恒定載荷效應(yīng)當(dāng)軟組織變形到某一恒定長(zhǎng)度時(shí),使載荷發(fā)生松弛,載荷隨時(shí)間而減小，即應(yīng)力松弛。4各種載荷條件下骨-韌帶-骨復(fù)合體的性能恒定載荷效應(yīng)當(dāng)軟組織變形到某一恒定長(zhǎng)度時(shí),使載荷發(fā)生松弛,載荷隨時(shí)間而減小，即應(yīng)力松弛。5肌腱肌腱的功能是把肌肉附著在骨或筋膜上,并把拉伸載荷從肌肉傳遞到骨或筋膜,從而產(chǎn)生關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。有鞘肌腱無(wú)鞘肌腱肌腱承受特別高的摩擦力(如在手掌面,手指及腕關(guān)節(jié))，肌腱有一層鞘包裹。這種鞘由纖維層組成并襯一層滑膜壁層,滑膜細(xì)胞產(chǎn)生的滑液有利于肌腱滑動(dòng)。在肌腱承受較低摩擦力的部位,肌腱由一層疏松結(jié)締組織構(gòu)成的腱鞘包裹。6肌肉-肌腱-骨復(fù)合體在負(fù)荷下,肌腱的性能幾乎與韌帶的性能完全相同。肌腱的粗細(xì)形狀以及加載荷速度決定肌腱的強(qiáng)度。6肌肉-肌腱-骨復(fù)合體活動(dòng)時(shí),有兩個(gè)主要因素影響肌腱承受的應(yīng)力值:①與肌腱連結(jié)的肌肉收縮量。②肌腱的直徑與肌肉直徑的比值。肌肉收縮時(shí),肌腱上的應(yīng)力值增加，主要表現(xiàn)為拉應(yīng)力增高。若肌肉快速被動(dòng)伸展,肌腱上的拉應(yīng)力可進(jìn)一步升高。6肌肉-肌腱-骨復(fù)合體肌肉產(chǎn)生的