骨的生物力学骨的生物力学河南中医学院第一附属医院康复中心郭健学习目标1.掌握骨的应力、应变、骨的载荷和变形；2.掌握骨的功能适应性原则；3.熟悉骨的生物力学特征；4.熟悉运动对骨形态结构的影响及作用原理；5.了解载荷与骨折的关系及骨折的生物力学原理。学习内容学习内容一、一、骨的承载能力骨的承载能力二、骨的载荷与变形二、骨的载荷与变形三、骨的应力与应变三、骨的应力与应变四、骨的生物力学特性四、骨的生物力学特性五、骨折的生物力学五、骨折的生物力学六、骨的功能适应性六、骨的功能适应性七、骨生物力学指标七、骨生物力学指标八、骨质疏松症运动防治八、骨质疏松症运动防治骨的生物力学骨的生物力学一、骨的承载能力一、骨的承载能力衡量骨承载能力的三要素：衡量骨承载能力的三要素：第一，要求骨有足够的强度。第一，要求骨有足够的强度。即指骨在承载负荷的情况下抵抗破坏的能即指骨在承载负荷的情况下抵抗破坏的能力。力。第二，要求骨有足够的刚度。第二，要求骨有足够的刚度。即指骨在外力作用下抵抗变形的能力。即指骨在外力作用下抵抗变形的能力。第三，要求骨有足够的稳定性。第三，要求骨有足够的稳定性。即指骨保持原有平衡形态的能力。即指骨保持原有平衡形态的能力。二、骨的载荷及变形二、骨的载荷及变形人体在日常生活与运动中都会对机体的每块骨人体在日常生活与运动中都会对机体的每块骨产生复杂的力。产生复杂的力。即骨会承受来自多方的不同形式的载荷。即骨会承受来自多方的不同形式的载荷。（一）骨的载荷（一）骨的载荷载荷即为外力，是一物体对另一物体的作用。载荷即为外力，是一物体对另一物体的作用。人体在运动或劳动时，骨要承受不同方式的载荷。人体在运动或劳动时，骨要承受不同方式的载荷。当力和力矩以不同方式施加于骨时，骨将受到拉伸当力和力矩以不同方式施加于骨时，骨将受到拉伸aa、、压缩压缩bb、弯曲、弯曲cc、剪切、剪切dd、扭转、扭转ee和复合和复合ff等载荷。等载荷。1.1.拉伸载荷拉伸载荷((图图a)a)在骨的两端受到一对大小相等、方向相在骨的两端受到一对大小相等、方向相反沿轴线的力的作用。骨受力后，能够导致骨骼内反沿轴线的力的作用。骨受力后，能够导致骨骼内部产生拉应力和应变，使骨伸长并同时变细。部产生拉应力和应变，使骨伸长并同时变细。例如在进行吊环运动时上肢骨被拉伸例如在进行吊环运动时上肢骨被拉伸。。2.2.压缩载荷压缩载荷((图图b)b)是施加于骨组织表面的两个沿轴线的大小相等、是施加于骨组织表面的两个沿轴线的大小相等、方向相对的载荷。方向相对的载荷。该载荷在骨组织内部产生压应力和应变。该载荷在骨组织内部产生压应力和应变。如举重运动员举起杠铃后上肢和下肢骨被压缩。如举重运动员举起杠铃后上肢和下肢骨被压缩。3.3.弯曲载荷弯曲载荷((图图c)c)是使骨沿其轴线发生弯曲形变的载荷。是使骨沿其轴线发生弯曲形变的载荷。例如当脊柱前屈或后伸时脊柱的弯曲则为弯例如当脊柱前屈或后伸时脊柱的弯曲则为弯曲载荷。曲载荷。特点：骨骼在弯曲载荷时，其中性轴两旁一侧产生特点：骨骼在弯曲载荷时，其中性轴两旁一侧产生拉应力和拉应变，另一侧则产生压应力和压应变，拉应力和拉应变，另一侧则产生压应力和压应变，在中性轴上则没有应力和应变。在中性轴上则没有应力和应变。应力的大小与至骨骼中性轴距离成正比，即应力的大小与至骨骼中性轴距离成正比，即距中性轴越远，其应力就越大。距中性轴越远，其应力就越大。4.4.剪切载荷剪切载荷((图图d)d)在骨的表面受到一对大小相等、在骨的表面受到一对大小相等、方向相反且相距很近的力的作用。方向相反且相距很近的力的作用。在骨内部也会产生剪切应力和应变。在骨内部也会产生剪切应力和应变。例如车床剪切断肢体时即为剪切载荷。例如车床剪切断肢体时即为剪切载荷。5.5.扭转载荷扭转载荷((图图e)e)加在骨上并使其沿轴线发生扭转的载荷即为扭加在骨上并使其沿轴线发生扭转的载荷即为扭转载荷。转载荷。如作转身动作时，下肢骨受到的扭转作用。如作转身动作时，下肢骨受到的扭转作用。在生理状态下，扭转载荷常见于前臂、脊柱的旋转与在...
