系年级班第次课时间 内容目标内容提要：生命在于运动。人体的运动的特点是，在意识控制下，一方面遵循力学的普遍规律，另一方面具有其特殊的复杂性。本章从力学结构及运动对这些运动器官的影响两个方面介绍骨、关节、肌肉的生物力学特性。 教学目标：使学生理解骨、关节、肌肉的生物力学特性。掌握运动对骨、关节、肌肉的生物力学特性影响。 教学 重点 重点掌握肌肉的力学特性，为正确分析人体动作奠定理论基础。 参考资料 与仪器等 讲稿提纲 第三章骨、关节、肌肉的生物力学 第一节骨的生物力学 一、骨的生物力学特征 二、运动对骨的力学性能的影响 第二节关节生物力学 一、关节的生物力学特征 二、运动对关节力学性能的影响 第三节肌肉生物力学 一．骨骼肌的力学特性 二．运动对肌肉力学性能的影响
讲稿内容 第三章骨、关节、肌肉的生物力学 第一节骨的生物力学 人体共有206块骨，其功能是对人体起支持、运动和保护的作用。骨的外部形态和内部结构不论是从解剖学还是生物力学的角度来看，都是十分复杂的。这种复杂性是由骨的功能适应性所决定的。骨的功能适应性，是指对所担负工作的适应能力。从力学观点来看，骨是理想的等强度优化结构。它不仅在一些不变的外力环境下能表现出承受负荷（力）的优越性，而且在外力条件发生变化时，能通过内部调整，以有利的新的结构的形式来适应新的外部环境。 一、骨的生物力学特征 （一）骨对外力作用的反应 1．骨对简单（单纯）外力作用的反应 （1）拉伸：拉伸载荷是自骨的表面向外施加相等而反向的载荷，在骨内部产生拉应力和拉应变。例，单杠悬垂时上肢骨的受力。 （2）压缩：压缩载荷为加于骨表面的向内而反向的载荷，在骨内部产生压应力和压应变。例，举重举起后上肢和下肢骨的受力。 （3）弯曲：使骨沿其轴线发生弯曲的载荷称为弯曲载荷。在弯曲负荷下，骨骼内不同时产生拉应力（凸侧）和压应力（凹侧）。在最外侧，拉应力和压应力最大，向内逐渐减小，在应力为零的交界处会出现一个不受力作用的“中性轴“。例，负重弯举（杠铃）时前臂的受力。 （4）剪切：标准的剪切载荷是一对大小相等，方向相反，作用线相距很近的力的作用，有使骨发生错动（剪切）的趋势（图3-1），在骨骼内部的剪切面产生剪应力。例，人体运动小腿制动时，股骨髁在胫骨平台上的滑动产生剪应
骨、关节、肌肉的生物力学 第一节骨的生物力学 人体共有206块骨，其功能是对人体起支持、运动和保护的作用。骨的外部形态和内部结构不论是从解剖学还是生物力学的角度来看，都是十分复杂的。这种复杂性是由骨的功能适应性所决定的。骨的功能适应性，是指对所担负工作的适应能力。从力学观点来看，骨是理想的等强度优化结构。它不仅在一些不变的外力环境下能表现出承受负荷（力）的优越性，而且在外力条件发生变化时，能通过内部调整，以有利的新的结构的形式来适应新的外部环境。 一、骨的生物力学特征 （一）骨对外力作用的反应 1．骨对简单（单纯）外力作用的反应 （1）拉伸：拉伸载荷是自骨的表面向外施加相等而反向的载荷，在骨内部产生拉应力和拉应变。例，单杠悬垂时上肢骨的受力。 （2）压缩：压缩载荷为加于骨表面的向内而反向的载荷，在骨内部产生压应力和压应变。例，举重举起后上肢和下肢骨的受力。 （3）弯曲：使骨沿其轴线发生弯曲的载荷称为弯曲载荷。在弯曲负荷下，骨骼内不同时产生拉应力（凸侧）和压应力（凹侧）。在最外侧，拉应力和压应力最大，向内逐渐减小，在应力为零的交界处会出现一个不受力作用的“中性轴“。例，负重弯举（杠铃）时前臂的受力。 （4）剪切：标准的剪切载荷是一对大小相等，方向相反，作用线相距很近的力的作用，有使骨发生错动（剪切）的趋势（图3-1），在骨骼内部的剪切面产生剪应力。例，人体运动小腿制动时，股骨髁在胫骨平台上的滑动产生剪应力。 （5）扭转：骨骼受到外力偶的作用而受到的载荷，在骨的内部产生剪应力。例，掷铁饼出手时支撑腿的受力。 2．骨对复合（实际）外力作用的反应 在人体运动中，受到纯粹的上述某一种载荷的情况很少见，大量出现的是复合载荷。复合载荷即是同时受到上述两个或两个以上的载荷作用（分别以人行走和小跑时成人胫骨前内侧面的应力为例）。 （二）骨结构的生物力学特征 骨的结构被广泛认为通过进化过程得到了最优化的设计：即在特定的载荷环境下得到重
下颌骨骨折坚强内固定的生物力学特性及理论基础 四川大学生物力学教研室罗小惠 摘要：本文针对临床上下颌骨骨折内固定这一治疗方法，结合弹性力学的理论依据以及坚强内固定技术稳定性的临床作用，分析了下颌骨骨折的生物力学机理。提出了用计算机模拟技术分析个体患者下颌骨骨折内固定治疗疗效，以次制定最佳固定方案，为临床提供参考。 关键词：下颌骨骨折坚强内固定生物力学计算机模拟 The Biomechanical Properties of the Rigid Internal Fixation of Mandibular Fractures and its Theoretic Base abstract: Combined the basis of elasticity mechanics and stability of rigid internal fixation, the biomechanical mechanism of mandibular fractures was analyzed according to the method of rigid internal fixation of mandibular fractures in the clinics. The idea of applying the computer simulation to study the effect of internal fixation of mandibular fractures in individuals and the best treatment method is established. According to it, the reference is put forward. key words: mandibular fracture rigid internal fixation biomechanics computer simulation 伴随着我国现代化进程，交通及工业事故逐年增多，创伤已经日趋严重地威胁到人们的健康。下颌骨由于位置突出，发生骨折的几率大，据统计，下颌骨发生骨折的几率是上颌骨的2倍，占了所有颌面部骨折的20%[1]。而颌面部直接影响患者的面部形态、咀嚼等口腔功能活动、心理健康和正常的社交活动。由于临床上骨折愈合所需要的时间长，因此，加速颌面部骨折愈合具有重要的临床和社会意义。目前，坚强内固定技术应用于治疗颌面部骨折已经得到了广泛的认可，它可以使骨断端获得一定的稳定性，缩短颌间固定的时间。 1、下颌骨骨折坚强内固定的原则和影响稳定的因素 尽管坚强内固定技术在下颌骨骨折的应用已经相当广泛，但是临床上术后感染、错合以及伤口延迟愈合等并发症并不少见，而这些都与固定的稳定性不足有关。 根据AO/ASIF[2]（Association for the study of internal fixation）提出的四项基本原则，解剖复位是稳定固定的前提，而“稳定固定”又是早期功能活动的前提。由于颌骨参与了说话、咀嚼等功能活动，因此早期的功能活动更为重要。近年来国内外学者对下颌骨骨折内固定稳定性的研究做了很多工作。但是是否所有的坚强内固定都可以获得充分的稳定性并取得良好的疗效还有一些争议。Mosbah[3]的临床研究发现坚强内固定术后10%的小夹板出现松动。小型接骨板固定的稳定性主要取决于以下四个方面：固定的方法、固定的材料、小型接骨板的类型以及术者的操作。由于固定器械的小型化，要求固定材料的机械强度应具备足够的抗拉、抗弯和抗扭转能力。钛合金接骨板生物相容性好、生物退变性低、耐腐蚀性强且无毒性，常被用于临床治疗中。 2、下颌骨骨折及其坚强内固定的生物力学特性 下颌骨在功能负载活动时受到升颌肌群、降颌肌群、咬合力及颞下颌关节区反应力等综合作用，下颌骨内呈现特定的应力传导和分布状态。下颌骨主要通过骨内主应力轨迹抵抗和传递功能负载，骨折后骨连续性破坏可以视为主应力轨迹中断。骨因此失去抗力结构和承