2. Биомеханика
• Pаздел естественных наук, изучающий на основе
моделей и методов механики механические
свойства живых тканей, отдельных органов и систем,
или организма в целом, а также происходящие в них
механические явления.
• Под механическим движением понимается
движение всей биосистемы в целом, а также
движение отдельных частей системы относительно
друг друга — деформация системы.
• Все деформации в биосистемах, связаны с
биологическими процессами, которые играют
решающую роль в движениях животных и человека.
Это сокращение мышцы, деформация сухожилия,
кости, связок, фасций, движения в суставах.
3. Плоскости и оси
Фронтальная
плоскость
• делит тело на
переднюю и
заднюю
поверхность,
• ось движения
сагиттальная (идет
спереди/назад),
• движение –
абдукция/аддукция.
4. Плоскости и оси
Сагиттальная плоскость
• делит тело на правую и
левую половину,
• ось движения
фронтальная (идет
медиально/латерально
)
• движение –
флексия/экстензия.
5. Плоскости и оси
Горизонтальная
плоскость
• делит тело на верхнюю
и нижнюю поверхность,
• ось движения
вертикальная (идет
вверх/вниз),
• движение – внешняя и
внутренняя ротация.
6. Термины
• медиальный — расположенный ближе к срединной оси,
внутренний;
• латеральный — расположенный дальше от срединной оси,
боковой, наружный;
• краниальный — расположенный в направлении головы,
черепа;
• каудальный — расположенный в обратном направлении,
хвостовой;
• дорз(с)альный — расположенный на задней, спинной стороне;
• вентральный — расположенный на передней-, брюшной
стороне.
• Применительно к конечностям пользуются терминами:
– проксимальный — лежащий ближе к туловищу
– дистальный—расположенный дальше от туловища.
7. Опорно-двигательный аппарат
Пассивная система
• Пассивная часть
– Кости, суставы, связки,
сухожилия
• Активная часть
– Мышцы
• Поддержка –
поддерживает тело и и
образующие его
органы
• Защита
• Движение – системы
костных рычагов
• Депо минералов – Ca и
P
• Кроветворение –
красный костный мозг
8. Кость – орган, состоящий из
разных тканей
• Костная ткань
• Хрящевая ткань
• Нервная ткань
• Соединительная
ткань
• Кровеносные
сосуды
Механические свойства
костей:
• Прочность – придают
неорганические
вещества
(минеральные
вещества 60-70%)
• Упругость – придают
органические вещества
(оссеин, коллаген 30-
40%)
9. Строение кости
• Компактное
вещество
• Обычно в диафизах
• Остеоны (гаверсовы
системы) – вдоль
длинной ости кости
• Деформации изгиба
и кручения
• Губчатое
вещество – тонкие
перекладины
• Под компактным
веществом
• Деформации сжатия
и растяжения
10. Хрящевая ткань
• Коллагеновые волокна – устойчивы к
деформации растяжения, матрица (основной
компонент – вода) – устойчива к деформации
сжатия
• Нет кровеносных сосудов и нервных клеток
• Обмен веществ зависит от наличия
растворенных в воде питательных веществ
11. Гиалиновый хрящ Волокнистый хрящ
• Покрывает суставные
поверхности
• Устойчив к деформации
сжатия, делает
суставные поверхности
гладкими
• Содержит много
коллагеновых волокон
• Входит в состав
межпозвоночных
дисков и менисков в
коленном суставе
• Придает суставам
прочность и упругость,
позволяет
амортизировать
действующие на
позвоночник нагрузки
12. Цель специфического строения
кости
• Прочность
• Легкость, позволяющая экономить
энергию
• Функциональная эффективность –
какое количество от прочности кости
используют на ношение скелета
13. Скелет
• Скелет состоит из
соединенных между
собой костей
• У новорожденного
костей больше, чем у
взрослого
• Вес скелета образует
примерно 1/5 от
общего веса человека
Позвоночник,
крестец, копчик
26 (32-34)
Череп 8 (29)
Лицо 14 (15)
Слуховые
косточки
6
Грудина,
мечевидный
отросток, ребра
26
Верхние
конечности
64
Нижние
конечности
62
Всего 206(236)
14. Соединения костей
• Непрерывные соединения (synarthrosis)
– С помощью соединительной ткани
(syndesmosis)
– С помощью хрящевой ткани
(synchondrosis)
– С помощью костной ткани (synostosis)
• Полусуставы (hemiarthrosis)
• Подвижные соединения, или суставы
(articulatio)
15. Непрерывные соединения
• С помощью соединительной
ткани
– Содержит больше коллагеновых
волокн
– Между локтевой и лучевой костью
– Кости черепа – швы
• С помощью костной ткани
– Самое прочное, нет амортизации
– Костная ткань образуется взамен
хрящевой или соединительной
ткани (швы черепа у взрослых)
• С помощью хрящевой
ткани
• С помощью гиалинового
хряща
– грудина с ребрами
(эпифизарные хрящи,
которые окостеневают)
• С помощью волокнистого
хряща
– Межпозвоночный диск
17. Основные структуры сустава
• Суставные поверхности – части костей,
которые участвуют в образовании сустава,
между ними суставная щель
• Суставной хрящ – покрытые хрящом
суставные поверхности
• Суставная капсула: внешний слой
фиброзный, внутренний – синовиальный –
производит синовиальную жидкость и
образует суставную полость
• Суставная полость
18. Вспомогательные структуры
сустава
• Хрящевые полудиски или диски (мениски в коленном
суставе, диск в грудинно-ключичном суставе)
• Связки – соединительнотканные тяжи, которые
окружают сустав
• Соединительнотканные суставные губы (плечевой и
тазобедренный сустав)
• Сесамовидные кости (надколенник)
19. Механические свойства
суставов и сухожилий
• Прочность
• При умеренной
нагрузке количество
синовиальной
жидкости
увеличивается
• При слишком
большой нагрузке и
с возрастом
количество
синовиальной
жидкости
уменьшается
• Прочность и
удлинение
• Жесткость
• Релаксация
• Ползучесть
20. Факторы, влияющие на свойства
связок и сухожилий
• Пол
• Возраст
• Иммобилизация
• Содержание гормонов
• Характер физической нагрузки
• Время нагрузки
• Прочность сухожилий более высока, чем
прочность их прикрепления
21. Классификация суставов
По числу суставных
поверхностей
• Простой (плечевой,
межфаланговые)
• Сложный (локтевой)
• Комплексный (височно-
нижнечелюстной,
коленный)
• Комбинированный
(височно-
нижнечелюстной,
проксимальный и
дистальный
лучелоктевой)
По степени свободы
• Одноосные
• Двухосные
• Трехосные
26. Рычаг – неподвижная точка опоры или твердое
тело, способное вращаться вокруг оси, на которое
действует не менее 2 сил:
• Действующая сила – сокращение мышц
• Противодействующая сила – сила тяжести
или сила мышц антагонистов
• Рычаг, как простейший механизм, служит
для передачи движения и силы на
расстояние
27. Рычаг равновесия
• Ось рычага (А)
между точками
действующей (Б) и
противодействующе
й силы (В).
• Имеет 2 плеча,
позволяет сохранить
равновесие
• Тазобедренный,
атланто-затылочный
сустав
28. Рычаг силы
• Ось на одном конце рычага,
точка применения
противодействующей силы
ближе к оси чем точка
применения действующей
силы
• Имеет 1 плечо, позволяет
поднимать тяжести с
помощью относительно
маленькой силы
• Теряет в скорости
• У человека встречается
редко (голеностопный
сустав).
29. Рычаг скорости
• Ось движения на одном
конце рычага, точка
применения
действующей силы
ближе к оси чем точка
применения
противодействующей
силы
• Выигрывает в скорости
• Пример: рычаг в
локтевом суставе
30. Виды деформаций по характеру
нагрузок:
• Деформация –
изменение формы и
объема тела под
действием
примененных к нему
сил (нагрузок)
• Деформация
растяжения
• Деформация сжатия
• Деформация изгиба
• Деформация
кручения
31. Деформации сжатия
• Возникают при подъеме тяжестей, при
отталкивании от поверхности (ходьба), при
падении с высоты
• На ОДА влияют сила тяжести, вес внешних
нагрузок, сила инерции (при движении), сила
реакции опоры
• Под действием нагрузок сжатия
деформируются позвоночник, своды стопы,
суставы, находящиеся ближе к поверхности
опоры (сила тяжести + сила инерции)
32. Деформации растяжения
• Часто встречаются в
сухожилиях,
связках, мышцах
• Эпикондилит,
тендинит, разрывы
связок и мышц и т.д.
33. Деформации изгиба
• Возникают тогда, когда кости работают как
рычаги
• В этом случае на кости воздействует сила
сокращения мышц, сила тяжести внешней
нагрузки, сила инерции (при движении), сила
реакции опоры (на суставы)
• Нагрузки ударного характера – причина
переломов
34. Деформации скручивания
• Возникают при нагрузках,
направленных вдоль продольной оси
части тела, действуют силы инерции
(при движении) и сила реакции опоры
• В основном, травмы связок и суставов
(горнолыжный спорт)
