ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свойства костной ткани из "Моделирование в биомеханике" Вьщеляют пять структурных уровней компактной костной ткани (рис. 2.65). [c.98] Первый уровень (рис. 2.65, а) составляют биополимерная макромолекула тропоколлагена, построенная из трех левых спиральных полипептидных цепочек, которые образуют правую спираль, и неорганические кристаллы. [c.98] Второй структурный уровень (рис. 2.65, б) состоит из микрофибрилл коллагена, образуемых пятью молекулами тропоколлагена. [c.98] Третий структурный уровень (рис. 2.65, в) — это волокно, состоящее из большого количества микрофибрилл и связанных с ними микрокристаллов. Между отдельными кристаллами образуются связи в продольном и поперечном направлениях. Эта совокупность органических и неорганических веществ является армирующим компонентом костной ткани. [c.98] Четвертый структурный уровень (рис. 2.65, г) образуется из ламелл — тонких изогнутых пластинок, представляющих наименьший самостоятельный конструкционный элемент компактной костной ткани. Коллагеноминеральные композиции, объединенные при помощи вяжущего вещества, служат материалом этих пластинок. [c.98] Пятый структурный уровень (рис. 2.65, д) представлен ос-теоном — конструкционным элементом, который образуется вокруг кровеносных сосудов, включающихся в объем кости при ее образовании. Остеон формируется из концентрически расположенных костных ламелл. [c.98] Прочность костной ткани при растяжении меняется от 150 до 170 МПа в зависимости от зоны поперечного сечения, с которой взят экспериментальный образец. Она определяется прочностью отдельных компонентов — гидроксилапатита (от 600 до 700 МПа) и коллагена (от 50 до 100 МПа). [c.99] Прочность костей при сжатии высока. Так, несущая способность бедренной кости в продольном направлении составляет 45 10 Н для мужчин и 3910 Н для женщин. [c.100] Несущая способность костей при изгибе значительно меньще. Например, бедренная кость вьщерживает нагрузку на изгиб до 2,5-10 Н. [c.100] Одним из основных факторов, наиболее существенно влияющих на свойства компактной костной ткани, является ее влажность. От влагосодержания костной ткани зависят модуль упругости, разрушающие напряжения и деформация, и значительно меняется вид кривой деформирования и характер разрушения. [c.101] Количество воды зависит от возраста и изменяется от 60% у новорожденных и до 10% у взрослых людей. [c.101] Вода связана с оргаю1ческой частью костной ткани — гид-ротационная вода, с минеральной частью — конституционная вода, входит в состав плазмы крови и внесосудистой жидкости костных клеток, костных канальцев и околоклеточных пространств. [c.101] Рассмотрим результаты исследований сорбции воды и ее кинетики 1) в нормальной костной ткани 2) в ее оргаю1че-ской части — деминерализованных образцах 3) в ее минеральной части — депротеинизированных (ДП) образцах. [c.101] Кривые сорбции, отражающие количество связанной воды и свободной воды Г/, в зависимости от относительного давления паров воды р/р в различных образцах, приведены на рис. 2.69. [c.101] Для нормальной костной ткани количество связанной воды значительно увеличивается (более 4%) в начале сорбции (до / о 0,4). [c.101] После достижения этого уровня до р/рй = 0,95 прирост количества воды не превьппает 1%. [c.102] Механические характеристики компактной костной ткани определяются главным образом микроструктурой и взаимодействием двух ее основных составляющих — коллагена и минеральных веществ. Минеральное вещество представлено двумя основными фазами — кристаллической и аморфной. Основа кристаллической фазы — гидроксиапатит. [c.102] Рассмотрим закономерности микродеформирования кристаллической минеральной фазы костной ткани при двух ее влажностных состояниях — относительно сухом (влажность 2,5%) и вы-раженно влажном (влажность 10,5%). Исследования проведены на образцах из среднего отдела диафиза левой большеберцовой кости двух мужчин (26 и 29 лет). [c.102] На рис. 2.70 представлены зависимости напряжение — микродеформации (с —8р. [c.102] Вернуться к основной статье