软骨结构中的胶原、蛋白多糖与其他成分组成一种强大的、耐疲劳的、坚韧的固体基质，以 承担关节活动时产生的压力和张力，关节软骨有独特的生物力学特性
关节结构的破坏，如半月板和韧带的撕裂，都将改变关节面应力的大小，与关节不稳和软骨 的生化改变密切相关
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四、关节软骨的生物力学
4. 关节面的运动
关节结构的变化会改变关节承载和力的传递方式，改变关节的润滑度可改四、关节软骨的生物力学
2. 关节的润滑
➢ 关节滑液 ➢ 关节的润滑有两种基本形式：液膜润滑和边界润滑 ➢ 软骨内间隙液增压形成了混合润滑模式。混合润滑降低了关节的摩擦和磨损
3. 软骨的生物力学特性
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第二节
骨与关节生物力学
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一、骨骼的生物力学
生物力学：是研究生物体内力学问题的科学，它是力学、生物学、医学等学科相 互渗透的学科 1. 刚度 刚度定义了骨的特征，使滑膜关节表面有精确的形状，在荷载作用下变形很小，并
使肌肉拉动骨时产生快速运动。如果骨的刚度下降，快速的肌肉收缩则会导致弯曲，并减缓 肢体的角运动
关节面的组成有多种，但这些表面的大部分区域在某一位置上精确地适应，这称为紧密充填 （close-packed position），在此状态关节最稳固
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（一）肌肉的分型
第二章
康复医学相关基础
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第一节 人体运动学 第二节 骨与关节生物力学 第三节 运动对机体的影响 第四节 神经学基础
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重点难点
掌握 骨、关节、肌肉运动学及生物力学；运动及制动对机体的影 响
熟悉 动力学相关概念，肌腱、韧带的生物力学，神经反射、中枢 神经损伤后的反应及可塑性
了解 中枢神经发育机制
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第一节
2. 骨的变形
弯曲是沿特定方向上连续变化的线应变的分布 扭转是沿特定方向上的角应变的连续变化
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二、应力对骨生长的作用
1. 应力 刺激对骨的强度和功能的维持有积极的意义
负重对维持骨小梁的连续性、提高交叉区面积起着重要作用，施加于骨组织上的机械应力可 引起骨骼的变形，这种变形导致成骨细胞活性增加，破骨细胞活性减弱
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三、关节运动学
1. 关节的形态 关节的运动学是指关节面的活动，大多数关节面都有一些弯曲，即其中一面相
对凸起，另一面相对凹陷，这种凹凸的连接可以增加关节接触面积、增强吻合度，起到稳定关 节的作用
2. 关节面的基本运动
滚动是指一个旋转关节面上的多点与另一关节面上的多点相接触 滑动是指一个关节面上的单个点与另一关节面上的多个点相接触 转动是指一个关节面上的单个点在另一关节面的单个点上的旋转
在骨折愈合早期，骨折处形成的肉芽组织能很好地耐受骨折块间的应力变化 在修复过程中，细胞的类型和性质决定了骨折的稳定性，在骨折断端紧密连接机械稳定性的情况下， 软骨形成的数量极少，但由于存在哈弗系统直接塑形愈合的作用，会在骨折断端间形成一层薄骨痂。而 在骨折断端未获得机械稳定性时，早期的骨痂不能在断端间形成桥接，而是形成丰富的软骨骨痂，这些 骨痂随稳定性的加强，通过软骨内骨化转变成骨 在软骨骨痂钙化的过程中，如果骨折间隙较大，并且不具备足够的稳定性，那么由于纤维组织的存在， 纤维软骨骨痂不能转变为成骨性骨痂组织，则会发生骨折不愈合
2. 旋转
旋转轴的位置在旋转主体中位移为零的部位，对于肢体或躯干，旋转轴的位置就在关节上或 关节附近
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二、骨骼运动学
1. 运动面 矢状面、冠状面、水平面 2. 旋转轴 骨骼会在一个与旋转轴垂直的平面内围绕关节旋转，而轴的位置就在关节的凸面 3. 关节运动
（1）近端节段可以围绕远端相对固定的节段旋转 （2）远端节段可以围绕近端相对固定的节段旋转 开链运动、闭链运动
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三、关节运动学
3. 关节运动的原理
（1）凹凸原则 凸面对凹面的运动而言，凸面的滚动与滑动的方向相反 凹面对凸面运动而言，凸面的滚动与滑动的方向相同 滚动的凸面一般都会伴有反方向的滑动 （2）滚动-滑动与旋转组合
凹凸原则
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1. 作用于人体的力
四、动力学
内力：是指人体内部各种组织器官相互作用的力。其中最重要的是肌肉收缩所产生的主动
拉力，这是维持人体姿势和产生运动的动力；其次是各种组织器官的被动阻力
外力：是指外界环境作用于人体的力
➢ 重力 ➢ 机械的其他阻力 ➢ 静力支撑反作用力 ➢ 动力支撑反作用力 ➢ 摩擦力 ➢ 流体作用力
作用力
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四、动力学
2. 人体的力学杠杆
第一类杠杆：支点位于力点与阻力点之间 第二类杠杆：阻力点位于力点和支点之间 第三类杠杆：力点位于阻力点和支点之间
人体运动学
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人体运动学
一、定义
1. human kinesiology
2. 起源于希腊语的“运动（kinesis）”和“研究（logy）”
主要研究的是在外力的作用下，身体位置、速度、加速度间的相互关系 身体的运动形式有平移和旋转
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身体的运动形式
1. 平移
是指身体所有部位进行的平行的、同一方向的移动，平移可以在直线或曲线方向进行，如人 在行走时，头的某一点在平移的同时，随着步态上下的动作呈现一种波浪式的曲线运动
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四、关节软骨的生物力学
1. 关节软骨的结构与构成
关节软骨是组成活动关节面的有弹性的负重组织，可减少关节面在滑动中的摩擦，具有润滑和耐 磨的特性，并有吸收机械震荡、传导负荷至软骨下骨的作用
关节软骨主要由大量的细胞外基质和散在分布的高度特异细胞（软骨细胞）组成，基质的主要成 分是水、蛋白多糖和胶原，并有少量的糖蛋白和其他蛋白，这些成分构成了关节软骨独特而复杂的力 学特性
2. 自适应重构 骨骼组织通常能够适应它们的机械性能，以配合施加给它们的力。这个原
则称为沃夫定律（Wolff’s Law）
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三、骨痂的生物力学
骨折愈合后的机械力学特性依赖于愈合骨痂的物理特性和几何特性，骨强度的恢复与连接骨折块的新 骨形成的数量密切相关，骨痂的强度与其钙的含量有关