Biomechanica van botweefsel
Doel vh skelet
Beschermen v inwendige organen
Aanhecthing v weke delen
Verschaffen v kinematische schakels
Bewegen mogelijk maken
Algemene eigenschappen
1) Verandering in botdichtheid ifv belasting
Bot verzwakt na inactiviteit
Mensen die veel aan sport doen: blootgesteld aan veel externe krachten
Krachten zorgen ervoor dat botdensiteit stijgt
Botdichtheid zal zich altijd aanpassen aan belasting & wat lichaam ervan vraagt
1
, 2) Veranderingen in vorm ifv belasting
Na fraktuurgenezing
REPAREERT & REMODELLEERT zichzelf
Bot weefsel =/ dode materie
Groeit constant aan & breekt af
Sterkte en stijfheid
Belasting geeft vervorming & spanning
Belastings-vervormingscurve
- Elastische gebied
Kracht aanbrengen met vervorming als gevolg
- Vloeigrens
- Plastisch gebied
Verdere belasting => blijvende vervorming
- Breekpunt= belastbaarheid in termen v belasting & vervorming
Bot breekt => botfractuur
- Oppervlakte onder kromme: sterkte in termen v energieopname
- Helling vd kromme in elastisch gebied: stijfheid v materiaal
Hoe stijler de kromme, hoe meer belasting nodig vr klein beetje vervorming
Info over:
- Belasting voor materiaal bezwijkt
- Vervorming voor materiaal bezwijkt
- Energie opgenomen vooraleer breuk optreedt
Nut: vr bepalen vd sterkte & stijfheid v structuren die verschillen in afmeting, vorm
& materiaalsamenstelling
Spannings-rekkromme
Zelfde gebieden & parameters
- Belasting per oppervlakte-eenheid
- Mate v vervorming per lengte-eenheid
Genormaliseerde kromme vd rekkromme
Spanning
Belasting per oppervlakte-eenheid ontwikkelt op plat vlak binnen structuur als reactie op
belasting v buiten uit
Kracht per oppervlakte-eenheid N/cm
Rek
Mate v vervorming gedeeld door oorspronkelijke lengte vd structuur
Dimensieloze grootheid % (cm/cm)
2 types rek
Lengteverandering
- Verkorting
- Verlenging
Afschuiving= hoekvervorming (rad)
Materiaalstijfheid: helling ih elastisch gebied
Energieopname: oppervlakte onder kromme
Elasticiteitsmodulus
Elastisch gedeelte gedeeld door rek in dat punt
Ę= Δstress/ Δstrain
2
, Hoe stijver materiaal, hoe hoger modulus
Metaal > glas > bot
Spannings-rekkromme vr corti kaalbot onder trekbelasti ng
Elastisch gedrag ve materiaal:
- Lineair: metaal
- Niet-lineair: bot
Niet-elastisch gedrag v 2 materialen: verschillen obv micromechanische verschillen
Spannings-rekkromme v 3 materialen
Metaal: lang stuk elastisch gedrag
Linear gedrag gaat over in vloeimoment
Vanuit elastisch gebied in vloeibaar gebied
Glas: lineair verloop
Veel kracht nodig om beetje te vervormen
Kracht weg: terug nr stand
Op bepaald punt breken
Bot
Vloeien ve materiaal
METAAL
Afschuiving=> atomen v hun plaats geraken
BOT
microbreuk door loslaten v osteonen
Bros materiaal vervormt weinig vooraleer breekt
Invloed op breukvlak
Vb: glas: geen plastisch gebied
Taai materiaal vervormt aanzienlijk voordat breekt
Grote densiteit
Geeft breukvlak na reconstructie niet meer oorspronkelijke vorm weinig poreus
Vb: metal heeft langgerekt plastisch gebied weinig gaten ertussen
Poreusheid
Bepaald door volume bot dat bestaat uit niet gemineraliseerd weefsel (%)
Corticaal bot (5-30%): veel aan sport: minder poreusheid => veel blootgesteld aan
grondreactiekrachten
Stijver dan spongieus bot
Kan voor het breekt grote spanning aan
Breekt als rek meer dan 2% bedraagt
Spongieus bot (30-90%)
Breekt bij rek van 7%
Kan veel energie stokeren
Anisotropie
Mechanische eigenschappen verschillen in verschillende richtingen
Corticaal & spongieus bot
Sterkte & stijfheid= sterkst id richting waarin bot
frequentst wordt belast
Anisotroop gedrag v menselijk femoraal corti caal
bot onder trekbelasti ng in verschillende richti ngen
Lengte:
Breekpunt ligt verder dan transversaal
3
Doel vh skelet
Beschermen v inwendige organen
Aanhecthing v weke delen
Verschaffen v kinematische schakels
Bewegen mogelijk maken
Algemene eigenschappen
1) Verandering in botdichtheid ifv belasting
Bot verzwakt na inactiviteit
Mensen die veel aan sport doen: blootgesteld aan veel externe krachten
Krachten zorgen ervoor dat botdensiteit stijgt
Botdichtheid zal zich altijd aanpassen aan belasting & wat lichaam ervan vraagt
1
, 2) Veranderingen in vorm ifv belasting
Na fraktuurgenezing
REPAREERT & REMODELLEERT zichzelf
Bot weefsel =/ dode materie
Groeit constant aan & breekt af
Sterkte en stijfheid
Belasting geeft vervorming & spanning
Belastings-vervormingscurve
- Elastische gebied
Kracht aanbrengen met vervorming als gevolg
- Vloeigrens
- Plastisch gebied
Verdere belasting => blijvende vervorming
- Breekpunt= belastbaarheid in termen v belasting & vervorming
Bot breekt => botfractuur
- Oppervlakte onder kromme: sterkte in termen v energieopname
- Helling vd kromme in elastisch gebied: stijfheid v materiaal
Hoe stijler de kromme, hoe meer belasting nodig vr klein beetje vervorming
Info over:
- Belasting voor materiaal bezwijkt
- Vervorming voor materiaal bezwijkt
- Energie opgenomen vooraleer breuk optreedt
Nut: vr bepalen vd sterkte & stijfheid v structuren die verschillen in afmeting, vorm
& materiaalsamenstelling
Spannings-rekkromme
Zelfde gebieden & parameters
- Belasting per oppervlakte-eenheid
- Mate v vervorming per lengte-eenheid
Genormaliseerde kromme vd rekkromme
Spanning
Belasting per oppervlakte-eenheid ontwikkelt op plat vlak binnen structuur als reactie op
belasting v buiten uit
Kracht per oppervlakte-eenheid N/cm
Rek
Mate v vervorming gedeeld door oorspronkelijke lengte vd structuur
Dimensieloze grootheid % (cm/cm)
2 types rek
Lengteverandering
- Verkorting
- Verlenging
Afschuiving= hoekvervorming (rad)
Materiaalstijfheid: helling ih elastisch gebied
Energieopname: oppervlakte onder kromme
Elasticiteitsmodulus
Elastisch gedeelte gedeeld door rek in dat punt
Ę= Δstress/ Δstrain
2
, Hoe stijver materiaal, hoe hoger modulus
Metaal > glas > bot
Spannings-rekkromme vr corti kaalbot onder trekbelasti ng
Elastisch gedrag ve materiaal:
- Lineair: metaal
- Niet-lineair: bot
Niet-elastisch gedrag v 2 materialen: verschillen obv micromechanische verschillen
Spannings-rekkromme v 3 materialen
Metaal: lang stuk elastisch gedrag
Linear gedrag gaat over in vloeimoment
Vanuit elastisch gebied in vloeibaar gebied
Glas: lineair verloop
Veel kracht nodig om beetje te vervormen
Kracht weg: terug nr stand
Op bepaald punt breken
Bot
Vloeien ve materiaal
METAAL
Afschuiving=> atomen v hun plaats geraken
BOT
microbreuk door loslaten v osteonen
Bros materiaal vervormt weinig vooraleer breekt
Invloed op breukvlak
Vb: glas: geen plastisch gebied
Taai materiaal vervormt aanzienlijk voordat breekt
Grote densiteit
Geeft breukvlak na reconstructie niet meer oorspronkelijke vorm weinig poreus
Vb: metal heeft langgerekt plastisch gebied weinig gaten ertussen
Poreusheid
Bepaald door volume bot dat bestaat uit niet gemineraliseerd weefsel (%)
Corticaal bot (5-30%): veel aan sport: minder poreusheid => veel blootgesteld aan
grondreactiekrachten
Stijver dan spongieus bot
Kan voor het breekt grote spanning aan
Breekt als rek meer dan 2% bedraagt
Spongieus bot (30-90%)
Breekt bij rek van 7%
Kan veel energie stokeren
Anisotropie
Mechanische eigenschappen verschillen in verschillende richtingen
Corticaal & spongieus bot
Sterkte & stijfheid= sterkst id richting waarin bot
frequentst wordt belast
Anisotroop gedrag v menselijk femoraal corti caal
bot onder trekbelasti ng in verschillende richti ngen
Lengte:
Breekpunt ligt verder dan transversaal
3
