Biomechanika / Mechanické vlastnosti tkání a orgánů / Mechanické vlastnosti tkání / Mechanické vlastnosti chrupavky

Mechanické vlastnosti chrupavky

Základní výuku mechaniky nabízejí tyto webové stránky
Neznáte-li přesně charakteristiku nějaké mechanické veličiny, můžete použít (anglický) slovník.

Stavba chrupavky kloubní

Rozeznáváme chrupavku hyalinní (klouby, nos, skelet průdušnic, žebra), elastickou (ušní boltce, Eustachova trubice) a vazivovou (meziobratlové disky se silnými kolagenními vlákny). Mechanické vlastnosti kloubní chrupavky jsou dány především uspořádáním vláken a tekutiny mezibuněčné hmoty. Vlákna kolagenu a elastinu vytvářejí pórovitou substanci prostoupenou tekutinou tvořící  až 80% celkové hmotnosti. Obecně můžeme říci, že chrupavka je tkáň anizotropní a nehomogenní, pro kterou je fyziologické zatěžování v tlaku. 

Funkce chrupavky

Kromě přenášení tlakového zatížení v kloubním spojení kostí a tlumení rázových zatížení má důležitou funkci pro snižování koeficientu tření mezi styčnými plochami kostí stýkajících se v kloubním spojení. Při pohybu v kloubu dochází k valení, obvykle v kombinaci s kluzným pohybem. Při klouzání je ve styku stále stejná oblast jednoho tělesa v průběhu vzájemného pohybu po povrchu tělesa druhého. Důležité je si uvědomit, že velikost třecí síly nezáleží na velikosti styčných ploch, pouze na velikosti síly přítlačné a koeficientu tření. Chrupavka spolu se synoviální tekutinou výrazně snižuje koeficient tření mezi kloubními plochami které jsou vzájemném styku. (OBR 4BM 22, BM23)

Mechanické vlastnosti chrupavky

Při zatížení v tlaku, vytékáním tekutiny z pórovité matrice, mění chrupavka svůj objem. V první fázi zatížení se uplatňují výrazné viskózní vlastnosti, následně dochází k vlastnímu zatížení vláknité matrice. Vzhledem ke značným viskoelastickým vlastnostem sledujeme u chrupavky zpevnění a zvýšení tuhosti při aplikaci rychlé zátěže. (Obr. BM28) (Obr. B-Ot-6-11)

Synoviální tekutina

Jde o nenewtonovský dialyzát (derivát) krevní plazmy produkovaný synoviální membránou vystýlající kloubní pouzdro (OBR.BM24). Kyselina hyalurová tvoří v roztocích trojrozměrnou síť a působí jako hlavní součást pro kloubní mazání. Viskoelastické vlastnosti závisí na pH a iontové síle roztoku. Mohou se výrazně měnit s věkem a v patologii. Při zánětlivých, degenerativních i traumatických a mechanických afekcí se obvykle snižuje viskozita synoviální tekutiny. (Obr. BM +synoviální membrána a tekutina+)

Lubrikace kloubních ploch je silně závislá na artikulujících tvarech, jejich relativní rychlosti pohybu a na typu poddajnosti artikulujícíh povrchů (Obr. B-Ot-6-12).

Menisky

Chrupavčité „destičky“ v kloubu vytvářejí přechod mezi kloubními plochami s výrazně odlišným tvarem (např. kolenní kloub). Napomáhají především rovnoměrnému přenosu zatížení ve větší ploše, a tím zabraňují nepříznivé koncentraci napětí.


Kostní tkáň Nahoru Šlachy, vazy