Подвижные соединения костей

Кости соединяются друг с другом и двигаются относительно друг друга при помощи непрерывных и прерывных соединений (суставов).

С точки зрения механики, суставы являются своеобразными подшипниками, в которых синовиальная жидкость выполняет роль смазки, гиалиновые или волокнистые хрящи – роль несущих поверхностей.

Раздел биомеханики, изучающий внутрисуставное трение, называется трибологией суставов (от греч. триб – тереть, логос - наука) называется раздел биомеханики, изучающий внутрисуставное трение.

Первые исследования по изучению трения между суставными поверхностями, проведено в 1934 г. В большинстве случаев при измерении трения оно оценивается по затуханию колебаний гравитационного маятника (маятниковый способ измерения коэффициента трения). Этот способ используется на трупных материалах, в условиях, максимально приближенных к условиям живого организма (обильное смачивание физиологическим раствором).

При измерении суставного трения для устранения возможного влияния мышц, сухожилий и связок опыты проводились на отпрепарированных суставах, или оно устранялась релаксантами.

В ходе исследований выявили значение коэффициента трения между синовиальными хрящами - 0,01-0,02, а синовиальная жидкость уменьшает силу трения в 20 раз.

В настоящее время разработаны несколько теорий смазки синовиальных суставов:

а) граничная теория смазки;

б) гидродинамическая теория смазки – при вращении в суставе синовиальная жидкость движется параллельными слоями, причем слой, прилипший к поверхности, имеет равную с ней скорость;

в) эластогидродинамическая теория смазки – учитывает деформацию хряща и синовиальной жидкости. Хрящи имеют неровности первого и второго порядка, которые под действием механической нагрузки разглаживаются (1 порядка под нагрузкой 3,5 кг/см², второго – 20 кг/см²);

д) теория «плачущей смазки» - хрящ рассматривается как губка, из которой выделяется синовиальная жидкость;

е) теория смазки под давлением – на поверхности хряща образуется гель в результате увеличения в хряще концентрации воды, выделенной из синовиальной жидкости.

Прочность суставов ограничена. Давление в суставном хряще не должно превышать 35 кг/см², в старческом возрасте достаточно и 1,5 кг. Если оно становится более высоким, то смачивание сустава прекращается и происходит механическое стирание гиалинового хряща.

Суставные поверхности при нагрузке на разрыв удерживаются за счет окружающих тканей (связок, мышц); за счет разности атмосферного давления (в суставе меньше); силы сцепления частиц (наименьший вклад).

Интенсивная работа на протяжении 12 месяцев способствовала более чем двукратному увеличению количества синовиальной жидкости в суставе, что влияет на уменьшение трения в суставе.

Дата добавления: 2014-01-07