無機生物材料學第三章詳解演示文稿

無機生物材料學第三章詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點優(yōu)選無機生物材料學第三章目前二頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的分類成人骨共206塊，按存在部位可分為顱骨、軀干骨和四肢骨。按骨的形態(tài)可分為長骨、

短骨、扁骨、不規(guī)則骨。目前三頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的形態(tài)長骨：主要分布于四肢，起支持和杠桿作用；長骨中間部為骨干，呈長管狀，骨干內空腔為骨髓腔，兩端膨大，為骺(hou)。如肱(gong)骨。

短骨：形似立方形，多分布于既能承受壓力又能活動的部位，如手的腕骨和足的跗(fu)骨；

目前四頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的形態(tài)扁骨：呈板狀，富有較大的彈性和堅固性，圍成空腔對腔內器官起保護作用，如頂骨、枕骨等；不規(guī)則骨：形狀不規(guī)則，如椎骨、蝶骨。

目前五頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點第一節(jié)骨的成分有機質膠原纖維、無定形基質四種骨組織細胞：骨祖細胞成骨細胞骨細胞破骨細胞無機鹽---主要是羥基磷灰石水目前六頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的成分目前七頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點無機物堿性磷酸鈣為主的無機鹽類、碳酸鈣等。作用：使骨挺硬堅實。有機物大量排列規(guī)則的骨膠原纖維束和粘多糖蛋白作用：作為骨支架，賦予骨彈性和韌性，

使骨具有基本形態(tài)。目前八頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點第二節(jié)骨的基本結構骨的基本結構包括：骨膜、骨質和骨髓。目前九頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的基本結構（骨膜）骨膜是一層堅韌的結締組織膜，覆蓋在骨的表面；內含豐富的

血管、神經(jīng)和成骨細

胞，對骨營養(yǎng)、再生、

和感覺有重要作用。目前十頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨膜

骨膜內的成骨細胞在生長發(fā)育期能形成新骨，使骨長粗。成年以后則處于相對靜止狀態(tài)，但在骨折時，成骨細胞可再增生活動，促進骨的愈合。骨膜內的破骨細胞能破壞骨質。成骨細胞與破骨細胞對骨的發(fā)生、生長改造、修復起著重要作用。目前十一頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨質分骨密質和骨松質兩類。骨密質：在骨的表面，由層層緊密排列的骨板構成，結構致密堅硬，抗壓、抗扭曲力強。

目前十二頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨松質骨松質：骨松質在骨密質的內面，結構疏松，彈性較大，由許多片狀的骨小梁交織排列而成。呈蜂窩狀，骨小梁與壓力的傳遞方向一致，能承受很大的壓力。目前十三頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點

骨密質和骨松質的分布

長骨骨干：有很厚的骨密質，骨干中央為骨髓腔。

長骨骨骺及短骨：表面有一層薄的骨密質，中央為骨松質。

扁骨：內外表面都是骨密質形成的骨板，中央為骨松質目前十四頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨髓在胎兒和幼兒時期全部都是紅骨髓，具有造血功能。隨著年齡的增長(約5—7歲)，骨髓腔中的紅骨髓逐漸被脂肪組織所代替，顏色變黃稱為黃骨髓，失去造血功能。但當大失血或嚴重貧血時，黃骨髓可再轉變?yōu)榧t骨髓，恢復造血功能。在骨骺、短骨及扁骨的骨松質內的紅骨髓終生保持造血功能。充填于骨髓腔和骨松質的網(wǎng)眼內。目前十五頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的顯微結構

作用：骨組織與軟骨組織均屬于具有支持和保護作用的結締組織。骨質、骨膜（血管、神經(jīng)）、骨髓骨組織骨細胞：多突起，位于骨陷窩內，埋藏在固體狀態(tài)基質中．基質：基質和纖維排列成緊密的骨板。具有一定的形狀和強大的堅韌性和彈性。軟骨組織骨組織透明軟骨、彈力軟骨和纖維軟骨目前十六頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的顯微結構目前十七頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點第三節(jié)骨的力學特性具有很高的抗拉、壓性能有一定的硬度從骨的結構而言，經(jīng)過生物優(yōu)化過程，具有最優(yōu)的力學性能，既優(yōu)化為最大的強度、最省的材料、最輕的重量。目前十八頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的可塑性：在生長、發(fā)育過程中，由于各種條件的影響使得骨的形態(tài)有所改變。骨的粘彈性：在外力作用下，骨產(chǎn)生的形變與時間相關。目前十九頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨骼及其力學性質（極限壓縮強度和壓縮率）股骨切向顱骨徑向顱骨椎骨骨試件壓縮應力——應變曲線（σ－ε圖）目前二十頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨力學特性的基本概念力學性質：

（極限）強度：抵抗破壞的能力

抗張強度

抗壓強度

彎曲強度剛度：抵抗變形的能力穩(wěn)定性：保持相對位置的能力彈性模量：韌性：應力－應變曲線：目前二十一頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的材料力學性能特點有生命非均勻、各向異性的復合材料接近于工程材料，用工程學方法分析骨的力學性能目前二十二頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨材料力學試樣的選取單質試樣選取單一種類的骨質材料最為試樣（如只選取密致骨）多質試樣多針對扁骨這樣的結構整體骨骼試樣目前二十三頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的材料力學性能拉伸壓縮剪切彎曲扭轉骨的疲勞性能骨的斷裂韌性目前二十四頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的拉伸和壓縮成人濕潤密質骨試件的拉伸應力——應變曲線（σ－ε圖）橈骨腓骨肱骨σ=117Mpaε=1.5%線彈性目前二十五頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點年齡、部位、性別同一骨的不同方向的試樣濕骨和干骨加載速度σεσε目前二十六頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的剪切受一對大小相等、方向相反，相距很近的力的作用。影響因素：干骨濕骨、性別、年齡等各向異性目前二十七頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的彎曲骨在與軸垂直方向上受力會產(chǎn)生彎曲變形，骨在彎曲時受到有拉應力、壓應力以及剪應力，情況較為復雜。長骨---簡化為等厚度的橢圓環(huán)形截面的直桿。目前二十八頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的扭轉實驗表明，骨的抗扭能力較差密致骨受壓能力最好、受拉性能其次、受剪性能最差。松質骨各項強度均小的多目前二十九頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的疲勞性能運動過程骨反復受力，當作用超過某一限度，骨組織會發(fā)生損傷——疲勞損傷自行修復能力過度疲勞——永久損傷目前三十頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨受沖擊性能影響因素沖擊載荷大小沖擊載荷作用時間（能量）骨的結構目前三十一頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨的斷裂韌性斷裂韌性——某種材料阻止裂紋擴展的能力，描述材料抵抗脆性破壞的能力。骨上存在孔洞、缺陷、裂隙等，降低了骨的斷裂韌性。目前三十二頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點第四節(jié)軟骨軟骨由軟骨組織及其周圍的軟骨膜構成，軟骨組織由軟骨細胞、基質及纖維構成。根據(jù)軟骨組織內所含纖維成分的不同，可將軟骨分為透明軟骨、彈性軟骨和纖維軟骨三種，其中以透明軟骨的分布較廣，結構也較典型。軟骨是具有某種程度硬度和彈性的支持器管。目前三十三頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點

一、透明軟骨(HyalineCartilage)透明軟骨間質內僅含少量膠原原纖維，基質較豐富，新鮮時呈半透明狀。主要分布于關節(jié)軟骨、肋軟骨等。二、纖維軟骨(FibrousCartilage)：纖維軟骨分布于椎間盤、關節(jié)盤及恥骨聯(lián)合等處?；|內富含膠原纖維束，呈平行或交錯排列。軟骨細胞較小而少，成行排列于膠原纖維束之間。

目前三十四頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點三、彈性軟骨(ElasticCartilage)彈性軟骨分布于耳廓及會厭等處。結構類似透明軟骨，僅在間質中含有大量交織成網(wǎng)的彈性纖維，纖維在軟骨中部較密集，周邊部較稀少。這種軟骨具有良好的彈性。四、軟骨膜(Perichondrium)除關節(jié)面的軟骨表面以外，軟骨的周圍均覆有一層較致密的結締組織，即軟骨膜。其外層纖維較致密，主要為保護作用；內層較疏松，富含細胞、神經(jīng)及一些小血管。在緊貼軟骨處的軟骨膜內還有一種能形成骨或軟骨的幼稚細胞(干細胞)，呈梭形，可增殖分化為軟骨細胞。軟骨膜能保護及營養(yǎng)軟骨，同時對軟骨的生長有重要作用。目前三十五頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點關節(jié)軟骨關節(jié)軟骨主要的功能是緩解壓力的作用，在壓力作用下，軟骨被壓縮，解除壓力，又可伸展，可以保護軟骨下的骨骼不受破壞，或者僅發(fā)生輕微的損傷。除此之外，關節(jié)軟骨還有潤滑作用，使骨端滑動。由于彈性作用，可迅速恢復原狀，因此關節(jié)軟骨的形狀改變而體積不變。在青年人，這種彈性作用較強，緩沖效果亦佳。然而老年人其纖維變性，彈性減弱，關節(jié)軟骨的延伸能力也減弱，且恢復原狀的能力也變得不如青年人，再加上老年人關節(jié)液減少，使關節(jié)軟骨變得干燥，因此老年人的關節(jié)軟骨易受損傷，經(jīng)常發(fā)生退行性骨關節(jié)病。目前三十六頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點第五節(jié)骨的連接直接連接韌帶連接軟骨結合骨結合間接連接關節(jié)目前三十七頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點韌帶連接

兩骨之間靠結締組織直接連結的叫韌帶連接。韌帶多呈膜狀、扁帶狀或束狀，由致密結締組織構成。肉眼觀呈白色，有光澤，附著于骨的地方與骨膜編織在一起，很難剝除，有的韌帶由彈性結締組織構成，肉眼觀呈淡黃色，叫做黃韌帶（如項韌帶）。一般的韌帶連接允許兩骨間有極微的動度。但有些骨與骨之間，兩直線緣相對或互以齒狀緣相嵌，中間有少量結締組織纖維穿入兩側的骨質中，使連結極為緊密，叫做縫，如顱骨的冠狀縫和人字縫。目前三十八頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點軟骨結合相鄰兩骨之間以軟骨相連接叫軟骨結合。軟骨組織屬結締組織的一種，呈固態(tài)有彈性，由大量的軟骨細胞和間質構成，由于間質的成分不同，又有透明軟骨、纖維軟骨和彈力軟骨的區(qū)分。第一助骨連于胸骨的軟骨屬透明軟骨，而相鄰椎骨椎體之間的椎間盤則由纖維軟骨構成。由于軟骨具有一定彈性，所以能做輕微的活動。有的軟骨結合保持終生，而大部分軟骨結合在發(fā)育過程中骨化變?yōu)楣墙Y合。目前三十九頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨結合由軟骨結合經(jīng)骨化演變而成，完全不能活動，如五塊骶椎以骨結合融為一塊骶骨。目前四十頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點關節(jié)盡管人體的關節(jié)有多種多樣，但其基本結構不外有關節(jié)面、關節(jié)囊和關節(jié)腔。

1、關節(jié)面：各骨相互接觸處的光滑面叫關節(jié)面。關節(jié)面為一層軟骨覆蓋稱關節(jié)軟骨。

2、關節(jié)囊：由結締組織組成，它附著于關節(jié)面周圍的骨面上?？煞譃閮韧鈨蓪?，外層為纖維層，由致密結締組織構成；內層為滑膜層，由薄層疏松結締組織構成，可分泌滑液，起到潤滑作用。

3、關節(jié)腔：就是關節(jié)軟骨和關節(jié)囊間所密閉的腔隙。目前四十一頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點第六節(jié)骨的功能適應性原理Wolf定律：活體骨按其所受應力而改變成分、內部結構以及外部形態(tài)——重建（內部重建、表面重建）目前四十二頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點第七節(jié)骨折不同受力形式下的骨折拉伸力壓縮力彎曲力扭轉力復合力外力作用性質和骨折靜力沖擊力交變載荷骨折愈合的力學環(huán)境骨痂愈合過程直接骨愈合接觸愈合間隙愈合影響骨折愈合的力學環(huán)境目前四十三頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點不同受力形式下的骨折不同受力形式下的骨折拉伸力壓縮力常發(fā)生于脊柱，原因是破壞性的壓縮力彎曲力骨折常先發(fā)生于張應力一側扭轉力常見于長骨，骨折形狀表現(xiàn)為螺旋形復合力目前四十四頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點外力作用性質和骨折外力作用性質和骨折靜力沖擊力造成骨折的主要原因交變載荷目前四十五頁\總數(shù)四十八頁\編于十九點骨折愈合的力學環(huán)境骨折愈合的力學環(huán)境骨痂愈合過程直接骨愈合接觸愈合間隙愈合目