Механические свойства некоторых биологических тканей. Механические свойства некоторых биологических тканей. Виды деформации биологических тканей
 Скачать 152.43 Kb.
|
|
Механические свойства некоторых биологических тканей. Виды деформации биологических тканей. Механические модели биологических тканей 1)Костная ткань – основной материал опорно-двигательного аппарата, две третьих массы компактной костоной ткани занимает неорганическое вещество – минеральноен вещество кости гидроксилапатит, представленным в виде микроскопических кристалликов. Остальная часть – органический материал, главным образом коллаген, белок обладающий высокоэластичностью механические свойства зависят от возраста , заболеваний, индивидуальных условий роста. В норме плотность костной ткани 2400 кг/м3, модуль Юнга до 1010 Па, предел прочности при растяжении 100 МПа, относительная деформация 1 %. Прочность на сжатие выше, чем на изгиб или растяжение. Бедренная кость выдерживает на сжатие нагрузку 45000 Н, а на изгиб всего 2500 Н, т. е. на сжатие нагрузка в 25‑30 раз больше веса человека. Мышечная ткань. Механические свойства мышц подобны механическим свойствам полимеров. Состав мышц: мышечные клетки (волокна) и внеклеточное вещество (коллаген, эластин, соединительная ткань). Мышцы бывают гладкие (кишечник, желудок, сосуды) и скелетные (обеспечивают движение, (работу сердца (сердечная поперечно-полосатая мышечная ткань)). Плотность мышечной ткани 1050 кГ/м3. Модуль Юнга 105 Па. Гладкие мышцы могут деформироваться на десятки процентов. Этому способствует распрямление молекул коллагена. Механические свойства кровеносных сосудов определяются главным образом свойствами коллагена, эластина и гладких мышечных волокон. Содержание этих составляющих сосудистой ткани изменяется по ходу кровеносной системы. С удалением от сердца увеличивается доля гладких мышечных волокон, в артериолах они уже являются основной составляющей. Кожа - самый крупный орган человека, выполняющий важные функции. Кожа – граница раздела между телом и окружающей средой, поэтому она обладает значительной механической прочностью. Кожу часто рассматривают как гетерогенную ткань, состоящую из трех слоев: эпидермис, дерма, подкожная клетчатка. В общий состав кожи входят коллаген (75 %), эластин (4 %) и основная ткань – матрица. Плотность кожи в норме (1100 кГ/м3). Эластин растягивается на 200‑350 %, коллаген до 10 %. Предел прочности коллагена 100 МПа, эластина 5 МПа. Стенки кровеносных сосудов построены из высокоэластичного материала, поэтому способны к значительным обратимым изменениям размера при действии на них избыточного внутреннего давления 2)Деформация может быть упругой, то есть исчезать после применения силы, или пластичной, то есть сохраниться после прекращения внешнего воздействия Промежуточный случай – упругопластинчатая деформация – неполное исчезновение деформации после прекращения воздействия Различают виды деформации тела: растяжение-сжатие - вид продольной, возникающий в том случае, если нагрузка к нему прикладывается по его продольной оси сдвиг - вид продольной деформации, возникающий в том случае, если сила прикладывается касательно его — одна боковая грань смещается параллельно противоположной грани изгиб - вид деформации при которой происходит изменение кривизны/искривление срединной поверхности пластины или оболочки. кручение -.один из видов деформации тела. Возникает в том случае, если нагрузка прикладывается к телу в виде пары сил в его поперечной плоскости. При этом в поперечных сечениях тела возникает только один внутренний силовой фактор — крутящий момент. Деформация кручения является частным случаем деформации сдвига. 3)Механические модели биологических тканей |