1 / 55

AZ INAK ÉS SZALAGOK BIOMECHANIKÁJA

AZ INAK ÉS SZALAGOK BIOMECHANIKÁJA. Az ín szerkezete. Az inak és szalagok összetétele és szerkezete. Sejtes anyag 20 %, Sejtközötti állomány 80%. A sejtközötti állomány 70 % vizet , 30 % szilárd anyagot tartalmaz. SZILÁRD ANYAGOK. Kollagének (75 %) E lasztin ( 2-5 %)

london
Download Presentation

AZ INAK ÉS SZALAGOK BIOMECHANIKÁJA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. AZ INAK ÉS SZALAGOK BIOMECHANIKÁJA

  2. Az ín szerkezete

  3. Az inak és szalagok összetétele és szerkezete Sejtes anyag 20 %, Sejtközötti állomány 80% A sejtközötti állomány 70 % vizet, 30 % szilárd anyagot tartalmaz

  4. SZILÁRD ANYAGOK • Kollagének (75 %) • Elasztin ( 2-5 %) • Alapanyagok (gélszerű anyagok, PGs) 20-23 % A végtagi inak akár 99 % kollagént is tartalmazhatnak

  5. A kollagén molekulák a fibroplaszt által szintetizálódnak a sejten belül mint nagyobb prokollagének, amelyek aztán kiválasztódnak és széthasadnak kollagénekké.

  6. A kollagének mikrostruktúrája Keresztösszeköttetés is található a kollagén molekulák között, amelyek lényeges szereppel bírnak a molekulák fibrulomokká alakításában. A keresztösszekötetés növeli a kollagén fibrillumok erőkifejtését a nyújtó erővel szemben. A kollagén molekulák lépcsőzetesen eltolt kötegekké szerveződnek. Az inak és szalagok I típusú kollagénekből állnak. Ez a molekula három polipeptide láncból ( lánc) formálódik, mindegyik helixé tekeredve.

  7. MICRO STRUCTURE OF COLLAGENE

  8. INAK SZALAGOK

  9. ELASZTIKUS ROSTOK ÉS ELASZTIN Az egészséges emberi inak 10 %-ban elasztikus rostokból épülnek fel. 2%-az inak szárazanyag tartalmának nem kollagén fehérje, hanem elastin. A rostos porc és az ásványi anyag tartalmú rostos porc csont-ín összeköttetésnél elasztikus rostokból állnak.

  10. LIGAMENTUM FLAVUM ELASZTIN : KOLLAGÉN = 2 : 1

  11. ÍN-IZOM, ÍN-CSONT ÁTMENET Ín-csont átmenet Ín-izom átmenet midsubstance IZOM ÍN CSONT

  12. Ujjszerű befűződések: 1-8 m ín Az átkapcsolódási 30-40 %-alnagyobb a II típusú izomrostok esetében izom

  13. Ín-csont átmenet Rostos porc (gyerekek 1-2 mm, felnőttek 150-400 m)

  14. Vérellátás Az Achilles inban 2-6 cm-es zónában nem találhatók kapillárisok az ín-izom átmenetnél.

  15. BIOMECHANIKAI JELLEMZŐK

  16. NYÚJTÁSI ERŐ NYÚJTÁSI ERŐ MEGNYÚLÁS MEGNYÚLÁS STRESS - STRAIN STIFFNESS - COMPLIENCE ELASTIKUS/ YOUNG MODULUS NYÚJTÁSI ENERGIA HISZTERÉZIS

  17. Erő-elmozdulás összefüggés ACL Length: 25.7-26.9-12.3 area: 57.5-44.4-12.7

  18. ERŐ – MEGNYÚLÁS GÖRBE Noyes and Grood, 1976 Noyes et al. 1984 dL = 15 mm F = 1500 N

  19. Tiszta kollagén megnyúlás Elnyuló szakasz: 1-4 % Líneáris szakasz: 2-5 %

  20. Relaxált Megnyújtott

  21. A patella ín hossz-feszülés jellemzőinek mérése kadaver modellen PT ACL Noyes et al. 1984 Ahmed et al. 1987

  22. Ahmed et al. 1987 Kadaver inak megnyúlása Noyes et al. 1984 dL = 10 mm F = 3000 N Huberti et al. 1984 F = 2800-6000 N

  23. NYÚJTÁSI ERŐ MEGNYÚLÁS STIFFNESS - COMPLIENCE STRESS - STRAIN ELASTIKUS/ YOUNG MODULUS NYÚJTÁSI ENERGIA HISZTERÉZIS

  24. ERŐ – MEGNYÚLÁS KAPCSOLAT Stiffness = dF • dl-1 769.2 N m-1 335 N m-1 dF dl Noyes et al. 1984

  25. Az ín hosszúság és keresztmetszet hatása a stiffness-re STIFFNESS = dF / dL COMPLIENCE = dL / dF

  26. STIFFNESS ACL Ember (50 yr) 129 N/mm Noyes et al.1976 Ember (22 yr) 182 N/mm Rheusus majom 194 N/mm In vivo Első interosseus izom ina a mutatóujjon 140.8 N/mm Cook and McDnogh, 1996 161 N/mm Tibialis anterior ín Maganaris and Paul, 1999 756 N/mm Patella ín Tihanyi et al., 2000

  27. NYÚJTÁSI ERŐ MEGNYÚLÁS STIFFNESS - COMPLIENCE STRESS - STRAIN ELASTIKUS/ YOUNG MODULUS NYÚJTÁSI ENERGIA HISZTERÉZIS

  28. STRESS - STRAIN Hogyan számítjuk ? Erő / keresztmetszeti terület N / m2, Pa

  29. Újszülött Felnött Sertés digital extensor és flexor ín ÁLLAT MODELL Shadwick (1990) Megnyúlás: Stress : 17%, 7-9 % 16 MPa 40-90 MPa

  30. 25.5 38.0 21.9 13.3 37.8 66.1 2.5 17.9 25 39.3 HUMAN MODELL ACL Idős Fiatal Rheosus majom Strain (%): Stress (MPa): In vivo Tibialis anterior Patella ín Strain (%): Stress (MPa):

  31. NYÚJTÁSI ERŐ MEGNYÚLÁS STIFFNESS - COMPLIENCE STRESS - STRAIN ELASTIKUS/ YOUNG MODULUS NYÚJTÁSI ENERGIA HISZTERÉZIS

  32. ELASTIKUS/ YOUNG MODULUS E =  /  E = (F/A) / dl/L

  33. ELASTIKUS (YOUNG) MODULUS E = Δσ•Δε-1 Δσ Δε

  34. RUGÓ TÍPUSÚ AZ ÍN ? AQF APT > 30

  35. Keresztmetszeti területek A QUADRICEPS FEMORIS TRANSVERZÁLIS METSZETEI Anatómiai: 110,8 cm2 Élettani: 126,813,2 cm2 110 -115 1,10,2 cm2

  36. HUMAN MODELL ACL Idős Fiatal Rheosus majom E (MPa): 111 186 65.3 In vivo Tibialis anterior Patella ín E (MPa): 1200 260 Számítások: 1200 - 2900 MPa

  37. Nyújtási energia W = dF · dl =

  38. AZ ÍNAK BIZTONSÁGI FAKTORA Maximális feszülés (erő) A sporttevékenység alatt meghatározott maximális erő 2.0 – 5.0

  39. Mélybeugrás Leugrási magasság: 40 cm Erőplató: Kistler FP 9287A

  40. Forgatónyomaték a térdnél Patella ínra ható erő Biztonsági faktor 3.0 L = 0.049 m

  41. Biztonsági faktor  1.4

  42. M = 580 Nm F = 13 000 N ? Biztonsági faktor  0.8-1.0

  43. HISZTERÉZIS Hiszterézis = A/ A+B · 100 5.1 %

  44. MATURÁCIÓÉS ÉLETKOR • Az inak mechanikai tulajdonságai a keresztösszeköttetések számától függ. A keresztösszeköttetések száma 20 éves korig nővekszik, majd csökken.

  45. Újszülött Felnött digital extensor és flexor ín Nyújtási energia(J/kg) E: 900 1400 - 4500 Human patella ín E: 5744

  46. A FIZIKAI TERHELÉS HATÁSA • Növekszik • a maximális nyújtóerő • elasztikus energiatárolás • a sérülésekkel szembeni ellenállóképesség

  47. A bemelegítés hatása Növekszik • a nyújtási erő, • A megnyúlás mértéke • elasztikus energia tároló képesség A stiffness nem változik

  48. IMMOBILIZÁCIÓ - REHABILITACIÓ

  49. % 100 95 energy Force 90 85 80 100 100 75 92 91 70 79 65 78 69 60 61 55 50 intact intact IMMOB (8 hét) IMMOB (8 hét) REHAB (5 hónap) REHAB (5 hónap) REHAB (12 hónap) REHAB (12 hónap)

More Related