Mechanické vlastnosti tkání – úvod

Z WikiSkript


Mechanické vlastnosti tkanív sú často popisované v dvoch rovinách:

  1. v rovine ich štrukturálnych vlastností, ktoré charakterizujú vlastnosti tkaniva v jeho nedotknutej, in vivo, podobe.
  2. v rovine mechanických vlastností látok, z ktorých sú dané tkanivá zložené.

Keďže táto stránka je venovaná rozdeleniu látok podľa ich mechanických vlastností, bude tu rozoberaná hlavne táto rovina.

Pod mechanickými vlastnosťami látok rozumieme také vlastnosti, ktoré súvisia s deformáciou telesa z danej látky pôsobením vonkajších síl. Pokiaľ teleso po ukončení pôsobenia týchto síl nadobudne pôvodné vlastnosti, tvar a objem, hovoríme o elastickej deformácii. V prípade, že sa tak nestane, jedná sa o deformáciu plastickú.

Z biofyzikálneho hľadiska sú teda podľa Hrazdira okrem pevnosti, teda schopnosti materiálu odolať vonkajšej alebo vnútornej sile bez toho, aby bol porušený,najdôležitejšie nasledujúce statické vlastnosti:

  • Elasticita – schopnosť telesa vrátiť sa po elastickej deformácii do pôvodného tvaru. 
  • Distenzibilitapoddajnosť látky voči pôsobeniu deformujúcej sily
  • Plasticita – schopnosť látky meniť vplyvom vonkajšej sily trvale jej tvar.
  • Viskozitadynamická vlastnosť, ktorá sa prejavuje ako odpor proti zmene tvaru látky. 

Pevnosť[upravit | editovat zdroj]

Vo fyzike sa rozlišuje pevnosť v ťahu, ohybe, tlaku a skrute. Je evidentné, že hodnoty medze pevnosti, ktorá udáva maximálnu hodnotu konvenčného napätia, ktoré možno dosiahnuť pri zaťažovaní materiálu až do jeho porušenia, sa budú pri jednotlivých druhoch pohybov značne líšiť.

Medza pevnosti je pre rôzne materiály rôzna a určuje sa experimentálne. Označuje sa Rm a udáva sa v Pascaloch [Pa].

Rm = F/A
Rm – medza pevnosti [Pa]
F – sila pôsobiaca na teleso [N]
A – prierez telesa, na ktoré daná sila pôsobí [mm2]

Medzi najpevnejšie tkanivá v ľudskom tele patrí kostná kompakta, ktorej pevnosť podľa Čiháka odpovedá pevnosti mozadze, liatiny alebo kujného železa – teda je schopná odolávať mechanickému napätiu až 100–200 MPa.

Elasticita[upravit | editovat zdroj]

Elastické látky vykazujú pod medzou pružnosti lineárny priebeh deformácie, ktorý prebieha odpovedajúc Hookovmu zákonu.

ε = σ / E
ε – pomerná deformácia materiálu
σ – mechanické napätie v ťahu [Pa]
E – modul pružnosti v ťahu [Pa]

Medzi medzou proporcionality a medzou pružnosti sa lineárny priebeh deformácie mení na nelineárny, avšak po ukončení pôsobenia napätia sa materiál ešte stále vráti do pôvodného stavu.

Elastické, žlté, vlákna sú zhluky proteínu elastínu v extracelulárnej matrix, ktoré majú schopnosť elasticky sa predĺžiť až na 150 % ich pôvodnej dĺžky. Toto umožňuje mnohým tkanivám prispôsobovať sa a kompenzovať pôsobenie vonkajších alebo vnútorných síl bez poškodenia.

Plasticita[upravit | editovat zdroj]

Plastické látky vykazujú deformáciu až pri určitej hodnote pôsobiaceho napätia. Aj po odstránení pôsobenia externej sily si zachovávajú maximálnu dosiahnutú deformáciu.

Viskozita[upravit | editovat zdroj]

Viskózne látky sú tekutiny, ktoré podľa závislosti rýchlosti deformácie na deformujúcej sile rozdelené na dve skupiny – newtonovské kvapaliny, pri ktorých sa rýchlosť deformácie mení lineárne s pôsobiacim napätím a nenewtonovské kvapaliny, pri ktorých je táto závislosť vo všeobecnosti nelineárna.

Pri krvi je jej viskozita pomerne významná vlastnosť, pretože pri jej hyperviskozite, napr. v prípade polycythémie, rapídne rastie riziko kardiovaskulárnych incidentov.

Odkazy[upravit | editovat zdroj]

Související články[upravit | editovat zdroj]

Externí odkazy[upravit | editovat zdroj]

Použitá literatura[upravit | editovat zdroj]

  • ČIHÁK, Radomír. Anatomie 1. 3. vydání. Praha : Grada, 2011. 552 s. ISBN 978-80-247-3817-8.
  • HRAZDIRA, Ivo a Vojtěch MORNSTEIN. Lékařská biofyzika a přístrojová technika. 1. vydání. Brno : Neptun, 2001. 396 s. ISBN 80-902896-1-4.