Розділ 2.1.
ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ БІОМЕХАНІКИ
125
На рис. 2.5 а наведені діаграми розтягу і стиснення вздовж поздовжньої осі зразків кістки зі стегна.
а
б Рис. 2.5. Діаграми деформацій кістки і колагену
Як бачимо, порівняно зі сталлю деформація відбувається у значних межах до 10 % при стисненні і до 5 % при розтягуванні. При незначних деформаціях (менше 2 %) кістка поводить себе як “гуківське тіло”, для якого залежність σ = f (ε) близька до лінійної. Зауважимо, що кістка краще “працює” на стиснення, ніж на розтягу – межа міцності і розміри деформацій при стисненні майже вдвічі перевищують ті, що спостерігаються при розтягуванні. Колагенові волокна Колагенові нитки є важливою конструктивною частиною сполучної тканини, входять до складу кісток, стінок судин, м’язових оболонок тощо. Ці міцні гнучкі білкові нитки утворені агрегацією потрійних спіралей, які стабілізуються водневими зв’язками, що забезпечує значну міцність ниток при роботі на розрив. Діаграма розтягу ниток колагену наведена на рис. 2.5б. За зовнішнім виглядом вона збігається з діаграмою для кісткової тканини. Вони мають близькі значення граничних деформацій, але межа міцності у колагену більше ніж на порядок менша від межі міцності кістки. Еластинові волокна Еластин являє собою гумоподібний матеріал, що вирізняється значною розтягуваністю та гнучкістю. Ці якості роблять його незамінним компонентом у структурах тих тканин, які в процесі функціонування значно змінюють свою форму і розміри (стінки судин, м’язи, оболонки тощо). Гнучкість і розтягнення еластину пов’язані з властивостями його субодиниць – глобул, об’єднаних у сітчасту структуру жорсткими хімічними зв’язками (сполуками, які назива-