椎间盘的生物力学特性4、受扭的特性在脊柱运动节段轴向受扭转的实验中发现，扭矩和转角变形之间的关系曲线呈“S”形。其中3°-12°的扭转部分，扭矩与转角之间存在线性关系。第30页，共43页，星期日，2025年，2月5日椎间盘的生物力学特性5、受剪的特性椎间盘的水平剪切强度大约为260N每平方毫米。纤维环的破裂我由于弯曲、扭转和拉伸的综合作用造成的。单纯的剪切暴力很少造成纤维环破裂。第31页，共43页，星期日，2025年，2月5日椎间盘的生物力学特性6、松弛和蠕变椎间盘在受载荷时有松弛和蠕变现象。蠕变的特点与椎间盘的蜕变程度有关，没有蜕变的椎间盘蠕变很慢，经过相当长的时间也能达到最大变形。蜕变的椎间盘则相反。这表明蜕变的椎间盘吸收冲击的能力减退，也不能将冲击均匀地分布到终板。第32页，共43页，星期日，2025年，2月5日椎间盘的生物力学特性无蜕变的椎间盘（0度）需要相对长的时间性而达到较小变形第33页，共43页，星期日，2025年，2月5日椎间盘的生物力学特性7、滞后椎间盘和脊椎属粘弹性体，有滞后性能。此结构在循环加载和卸载时伴有能量损失。滞后与施加的载荷、年龄及椎间盘所处位置有关。第34页，共43页，星期日，2025年，2月5日第1页，共43页，星期日，2025年，2月5日
一、脊柱的解刨学结构第2页，共43页，星期日，2025年，2月5日1、概述脊柱是由椎骨组成的节段性的中轴骨架，是身体的支柱，不仅负荷重力、缓冲振荡，而且参与组成胸、腹、盆壁，保护脊髓及脊神经根。脊柱由脊柱骨及椎间盘组成，前者占脊柱全长的3/4，后者占1/4。脊柱周围有坚强的韧带相连，维持高度稳定，还有很多肌肉附着，形成相当柔软灵活的结构。第3页，共43页，星期日，2025年，2月5日2、脊柱的
组成成人的脊柱由26块脊柱骨及其连接组成。第4页，共43页，星期日，2025年，2月5日分类：颈椎（C）7块胸椎（T）12块腰椎（L）5块骶骨1块尾骨1块第5页，共43页，星期日，2025年，2月5日椎骨的一般形态:椎体椎弓棘突横突关节突椎弓根椎弓板第6页，共43页，星期日，2025年，2月5日2、脊柱的连接椎体的连结椎弓的连结椎间盘（纤维环髓核）前纵韧带后纵韧带黄韧带棘间韧带棘上韧带第7页，共43页，星期日，2025年，2月5日椎间盘第8页，共43页，星期日，2025年，2月5日髓核纤维环第9页，共43页，星期日，2025年，2月5日前纵韧带后纵韧带棘间韧带棘上韧带第10页，共43页，星期日，2025年，2月5日黄韧带第11页，共43页，星期日，2025年，2月5日二、脊柱的生物力学特性第12页，共43页，星期日，2025年，2月5日1、概述脊柱的生物力学涉及范围非常广泛，脊柱结构、运动、损伤、固定等方面的生物力学研究有助于解释脊柱相关的生理、病理以及对临床治疗方法、临床器械的设计研究与发展有着重要的指导意义。第13页，共43页，星期日，2025年，2月5日脊柱的功能单位脊柱的功能单位也称功能单元，即一个运动节段，包括两个椎体及两椎体之间的软组织。第14页，共43页，星期日，2025年，2月5日2、椎骨的生物力学最早关于人类椎骨（椎体、椎弓、关节突）生物力学的研究是Messerer对椎体强度的测量。第15页，共43页，星期日，2025年，2月5日（一）椎体的生物力学早期的生物力学研究是对椎体抗压强度的测试。当时喷气机飞行员弹射如何选择合适的加速度才不造成脊柱损伤，促进了生物力学的深入研究。研究表明，椎体的强度随着年龄的增长而降低，特别是在40岁以后会明显降低。第16页，共43页，星期日，2025年，2月5日抗压强度第17页，共43页，星期日，2025年，2月5日（一）椎体的生物力学我们将椎体细分为皮质骨壳、松质骨核及终板来分析椎体各部分的生物力学特性。1、皮质骨壳椎体的主要负载部位是皮质骨壳还是松质骨核？第18页，共43页，星期日，2025年，2月5日皮质骨壳Rockff等的实验表明，完整椎体的强度随着年龄的增加而减低。从20-40岁，椎体强度的降低明显，40岁以后强度改变不大。40Y