Механические свойства мышц

Биодинамика мышц.

Остановка кровотечения из венозных синусов

Пункция желудочков мозга: субокципитальная пункция, пункция заднего рога бокового желудочка, пункция переднего рога бокового желудочка

Трепанация черепа: костно-пластическая трепанация и резекционная трепанация (декомпрессивная)

Заведующий кафедрой

оперативной хирургии и

топографической анатомии

профессор, докт. мед. наук В.В. Алипов

Основное назначение мышцы- преобразование химической энергии в механическую работу, которая необходима для перемещения звеньев тела. Главными биомеханическими показателями, характеризующими деятельность мышц, являются: а) сила, регистрируемая на ее конце (сила тяги) и б) скорость изменения ее длины (скорость сокращения, укорочения).

Физиологически мышца может находиться в пассивном и активном состояниях.

Пассивную мышцу по своим физико - механическим свойствам можно рассматривать как физическое тело, которое одновременно обладает свойствами упругости и вязкости.

Мышца не является ни чисто упругим, ни чисто вязким элементом. Мышца вязко –упругий элемент, вязко- упругая среда, для которой справедливы законы классической механики. Фундаментальными понятиями механики сплошных сред являются: упругость, вязкость, деформация, напряжение,жесткость, прочность, релаксация, гистерезис и др..

Рассмотрим некоторые из них.

1. Упругость- свойство тел менять свои размеры и форму под действием внешних сил и самопроизвольно их восстанавливать при прекращении внешних воздействий. Упругость тел обусловлена силами взаимодействия атомов и молекул.

2. Вязкость - внутреннее трение среды.

3. Деформация - относительное изменение длины.

где - начальная длина мышцы; - величина удлинения..

4. Напряжение механическое () -мера внутренних сил, возникающих при деформации материала. Для однородного стержня:

где - площадь поперечного сечения образца; - сила, приложенная к стержню.

Упругая деформация возникает и исчезает одновременно с нагрузкой и не сопровождается рассеянием энергии.

Для упругой деформации справедлив закон Гука:

где Е - модуль Юнга, определяемый природой вещества. При растяжении различных материалов, в общем случае, Е= При малых значениях деформации (), считают Е=const.

Значения Е для различных материалов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Материал	Модуль Юнга,Па
Коллаген
Кость
Дуб
Сталь	2 10
Эластин	6 10
Резина

Эластин- упругий белок; находится преимущественно в стенках артерий. Коллагено - волокнистый белок; в мышцах примерно 20% всех белков приходится на коллаген.

В случае вязкой среды напряжение () определяется скоростью деформации

где - коэффициент вязкости среды.

Для вязко- упругой деформации характерна явная зависимость от скорости деформации. При снятии нагрузки деформация с течением времени самопроизвольно стремится к нулю.

Величина механического напряжения в мышце, подвергающейся деформации, зависит как от величины деформации (), так и скорости растяжения т.е. является суммой величин::

Следовательно, значительные напряжения в мышце, близкие к пределу ее прочности, могут возникать только по причине высокой скорости растяжения. при умеренных величинах деформации.

5. Прочность- оценивается величиной растягивающей силы, при которой мышца разрывается. Предельное значение растягивающей силы определяют по кривой Хилла. Предел прочности для мышцы составляет 0,1- 0.3 н./ мм. Предел прочности фасций- около 14 н./мм; сухожилия- 50 н./мм.

6. Жесткость- это способность мышцы проротиводействовать прикладываемым силам. Определяется как отношение приращения восстанавливающей силы к приращению длины мышцы под действием внешней силы.

К=

7. Релаксация- свойство мышцы, проявляющееся в постепенном уменьшении силы тяги при постоянной длине мышцы.

8. Гистерезис- это следствие вязко- упругих свойств мышцы. Проявляется это в том, что сила, возникающая при определенной длине мышцы во время ее удлинения (растяжения),больше силы,образуемой при такой же длине мышцы на фазе ее сокращения.