Mechanické vlastnosti - obecně ****************************************************************************************** * ****************************************************************************************** Obecně je možné popsat základní mechanické vlastnosti zátěžovou křivkou (F-dl). Pro techni zátěžová křivka lineární a po zavedení poměrných veličin napětí (síla na plochu) a poměrné délky dělená původní délkou) je snadno popsatelná lineárním Hookovým zákonem. (OBR 4BM3 [ version1-1.gif"] ) Biologické tkáně se vyznačují viskoelastickými vlastnostmi a nelineárním průběhem zátěžové v těchto obecnějších případech popisujeme tzv. konstitutivní rovnicí (Hookův zákon je spec která navíc závisí i na čase a rychlosti deformace. (OBR 4BM 6 [ URL "FTVS-1392-version1-2 Základní mechanické vlastnosti Jedná se především o tuhost, tj. schopnost odolávat deformacím, reprezentovanou u lineární konstantou (modulem). Pevnost neboli mez pevnosti je mezní zatížení, které pokud je překro destrukci materiálu. Elasticita (pružnost) je schopnost materiálu vrátit se po odeznění vn původního tvaru, plasticita (tvárnost) naopak schopnost materiálu uchovat deformace i po v zátěže. Mez pružnosti je hraniční hodnota napětí tvořící přechod mezi deformacemi pružnými Odolnost proti vrypu nazýváme tvrdostí materiálu. Biologická pevnost je hraniční napjatost, která působí-li po určitou dobu či opakovaně, zp snižování mechanických vlastností a resorpci biologického materiálu. (OBR 4BM 3 [ URL "FTV version1-3.gif"] ) Vlastnosti biologických materiálů Při řešení celé řady úloh je nutné si uvědomit celou řadu odlišností živých biologických m jejich vlastností oproti materiálům technickým (umělým). Veškeré vlastnosti jsou výrazně i a závislé na okamžitém stavu osoby i na její komplexní historii (pohlaví, genetické předpo výživa, životní styl, pracovní zatížení aj.). Obecně je řadíme mezi materiály viskoelastic a nehomogenní. Změny mechanických vlastností v důsledku imobilizace tkání  (OBR 4BM 7 [ UR version1-4.gif"] ) Relaxace a creep Jsou dlouhodobé odezvy viskoelastických materiálů, za které považujeme i biologické tkáně aplikaci vnější síly (či deformace) se kromě okamžité deformační odezvy (či potřebné síly deformace) v průběhu času, při nezměněných podmínkách, projevuje pozvolný nárůst deformace potřebné zátěžné síly k udržení počáteční deformace), který nazýváme tečení neboli creep ( uplynutí určitého času se deformace (či zátěžná síla) ustálí na konstantní hodnotě. Modelo můžeme na reologických modelech. (OBR BM 8 [ URL "FTVS-1392-version1-74.gif"] ) Mechanické vlastnosti biologických materiálů Mechanické vlastnosti biomateriálů jsou do značné míry dány stavbou a uspořádáním tkáně. Z stavebním prvkem jsou vlákna elastinu a kolagenu. Elastin se vyznačuje značnou schopností deformací (až 150%), kolagen naopak značnou tuhostí a pevností v tahu. Míra zastoupení jed a jejich prostorové uspořádání výrazně určují výsledné mechanické vlastnosti, které jsou n množstvím amorfní mezibuněčné hmoty – především tekutiny a např. u kosti přítomností miner Biologické tkáně považujeme za viskoelastické materiály, což se projevuje závislostí tuhos deformace, hysterézní křivkou při změnách zatížení a projevy relaxace a creepu v čase. (OB "FTVS-1392-version1-5.gif"] ) Únava materiálu je snižování meze pevnosti způsobené cyklickým opakováním působení vnější je hodnota mechanického napětí, která pokud není překročena, je možné materiál zatěžovat n cyklů. Cyklická zátěž může být popsána nejrůznějším průběhem opakujícího se silového zatíž obdélníkový, trojúhelníkový, sinusovka či jejich libovolná kombinace. Obecně je považován takový průběh působících sil, který je možné rozložit na součet několika goniometrických f amplitudou a frekvencí. Podle porovnání smyslu a velikosti amplitudy a střední hodnoty roz typy cyklického zatížení.(OBR BM 10 [ URL "FTVS-1392-version1-6.gif"] ) Biokompatibilita - schopnost vzájemné snášenlivosti umělých orgánů s hostitelem. Umělý org nebo napodobit fyziologii přirozeného orgánu. Rozeznáváme látkovou (agresivita umělého mat biologickému a naopak), funkční (vhodné mechanické vlastnosti, tření apod.) a tvarovou (tv biokompatibilitu. Pro náhrady kostí a kloubů se používají kovové materiály (především koro slitiny kobaltu, titanu, chromu a niklu schopné vytvářet pasivační vrstvu nebo schopné pož úpravy), plastické hmoty (např. pro kloubní jamky teflonu či polyetylénu), hliníkové a sia nitridu křemíku) keramické hmoty s vysokou tvrdostí a dobrou snášenlivostí živými tkáněmi. na bázi kolagenu dovolují odbourání imunologických reakcí. (OBR BM 20 [ URL "FTVS-1392-ver