* 3.结构

骨组织由骨质构成，分密质和松质。

骨密质 质地致密，耐压性较大，分布于骨的表面。

骨松质 呈海绵状，由相互交织的骨小梁排列而成，分布于骨的内部，骨小梁的排列与骨所承受的压力和张力的方向一致，因而能承受较大的重量。

颅盖骨表层为密质，分别称外板和内板，外板厚而坚韧，富有弹性，内板薄而松脆，故颅骨骨折多见于内板。

* 骨膜：覆盖在新鲜骨的表面（关节面除外）。骨膜由纤维结缔组织构成，含有丰富的神经和血管，对骨的营养、再生和感觉有重要作用。骨膜可分为内外两层，外层致密有许多胶原纤维束穿入骨质，使之固着于骨面。内层疏松有成骨细胞和破骨细胞，分别具有产生新骨质和破坏骨质的功能，幼年期功能非常活跃，直接参与骨的生成；成年时转为静止状态，但是，骨一旦发生损伤，如骨折，骨膜又重新恢复功能，参与骨折端的修复愈合。如骨膜剥离太多或损伤过大，则骨折愈合困难。

* 骨髓充填于骨髓腔和松质间隙内。胎儿和幼儿的骨髓内含发育阶段不同的红细胞和某些白细胞，呈红色，称红骨髓，有造血功能。5岁以后，长骨骨干内的红骨髓逐渐被脂肪组织代替，呈黄色，称黄骨髓，失去造血活力。但在慢性失血过多或重度贫血时，黄骨髓可转化为红骨髓，恢复造血功能。而在椎骨、骼骨、肋骨、胸骨和股骨的近侧端松质内，终生都是红骨髓。

* 4.骨的成分

骨主要由有机质和无机质组成。

有机质主要是骨胶原纤维束和粘多糖蛋白等，作成骨的支 架，赋予骨以弹性和韧性。

无机质主要是碱性磷酸钙，使骨坚硬挺实。

脱钙骨（去掉无机质）仍具原骨形状，但柔软有弹性； 煅烧骨（去掉有机）虽形状不变，但脆而易碎。

* 两种成分比例，随年龄的增长而发生变化。

* 幼儿有机质和无机质各占一半，故弹性较大，柔软，易发生变形，在外力作用下不易骨折或折而不断，称青枝状骨折。

* 成年人骨的有机质和无机质比例约为3：7，最为合适，因而骨具有很大硬度和一定的弹性，较坚韧。

* 老年人的骨，无机质所占比例更大，脆性较大，易发生骨折。

* 5、性能要求：

足够的强度：抵抗破坏的能力 足够的刚度：抵抗变形的能力

足够的稳定性：保持原有形状的能力耐磨损

* 6.骨的代谢

骨构建（modeling）:在人的生长期，骨的形成大于骨的吸收，骨量呈线性增长，表现为骨皮质增厚，骨松质更密集，这一过程称为骨构建。

骨重建(remodeling)：成人时期，骨生长停止，但骨的形成和吸收还在继续，处于一种平衡状态，称为骨重建。

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* 骨重建过程

分为5期

* 一个骨重建周期约需3个月。

* 一个骨重建所形成的结构为一个骨重建单位（BRU）。

* 在骨重建过程中，先出现骨的吸收，然后再有骨的形成，但吸收与形成的骨量大致相当。 * 骨重建可调节骨矿盐平衡、修复显微损伤及移除无承载功能的骨组织，可维持或降低骨强度和骨量。

* 每年在骨表面上出现的BRU数量称为BRU的激活率，激活

率越高，骨表面BRU数量则越多，更新的骨量也就越多，一般将其称为高转换，反之则称之为低转换。

* 1年中全身骨的95％参与骨重建过程。 * 影响骨重建的因素： * 骨吸收的因素：

甲状腺激素、甲状旁腺激素、皮质类固醇激素、前列腺素E2及雌激素等。 * 促进骨形成的因素：

维生素D、胰岛素、运动等。

* 当任何一种因素缺乏时均会影响到骨代谢的过程。

* 7.骨的钙化

概念：在成骨细胞合成并分泌骨的有机成分（有机基质）后、在一定的条件下无机盐有序地沉积于有机质内的过程。

骨的钙化过程极为复杂而微妙，它涉及细胞内、外生物化学和生物物理学的过程。

* 骨钙化的途径是：

首先，成骨细胞合成并分泌骨的有机成分（主要是骨胶原，其次还少量的骨钙素蛋白、多糖类等）。有机物为骨钙化提供结构基础。

其次，体内的钙离子与磷离子结合形成晶体形式的羟基磷灰石 [Ca10(PO4)6(OH)2]（无机盐）。羟基磷灰石结晶呈针状或板状，经转运至骨胶原间隙区域内。

然后，无机盐再与有机质相鳌合形成鳌合物，最后形成正常骨质。

* 影响骨钙化的因素

1．胶原 骨胶原含有丝氨酸和甘氨酸，大量的丝氨酸以磷酸丝氨酸盐的形式存在，在胶原基质的纤维上、纤维内与钙离子结合或与磷离子结合，形成羟磷灰石结晶。

2．粘多糖类 粘多糖是大分子的蛋白多糖类物质，这种蛋白多糖复合物和钙化作用有关。酸性蛋白多糖的游离阴离子可选择性结合钙离子，减少羟磷灰石结晶的形成，从而抑制钙化作用。当蛋白多糖被酶分解后，即可解除该抑制作用。 3．基质小泡 是由成骨细胞向类骨质中所释放的小泡，泡内含钙、小的骨盐结晶和钙结合蛋白。

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基质小泡是使类骨质钙化的重要结构。基质小泡出现时，可增加磷酸钙的沉淀。基质小泡中所含的各种酶可通过多种途径促进软骨钙化。

骨的机能

（一）力学机能

1.支撑机能 骨是全身最坚硬的组织，通过骨连接构成一个有机的整体，使机体保持一定的形状和姿势，对机体起着支撑作用，并负荷身体自身的重量及附加的重量。如脊柱、四肢在支撑。 2.杠杆机能 运动系统的各种机械运动均是在神经系统的支配下，通过骨髂肌的收缩、牵拉骨围绕关节而产生的。骨在其各种运动中发挥着杠杆机能和承重作用。

3.保护机能 某些骨按一定的方式互相连接围成体腔或腔隙，如头颅骨借缝隙及软骨连接方式围成颅腔，以保护脑。

* （二）生理学机能

骨的生理学机能包括钙、磷贮存机能、物质代谢机能、造血机能和免疫机能等。 1.钙、磷贮存机能与物质代谢机能

骨是人体最大的钙库和磷库，在维护血中的钙、磷含量的恒定中起调节作用。 2.造血机能和免疫机能

出生后，红骨髓是唯一的造血器官。

在正常的生理状态下，血液中各种血细胞的生成、发育、释放、死亡和清除均处于动态平衡，并发挥着运送气体、防御、免疫等生理功能。这种动态平衡及生理功能的实现则依赖于红骨髓的正常造血功能。

第二节 骨的生物力学 * 内容介绍

骨生物力学是以骨骼为主要研究对象、研究骨的机械运动规律的科学。它由力学、生物学、生理学、解剖学等有关学科结合而成，其研究的目的在于分析骨关节的力学性质及力的传导，揭示骨骼生长、发育、退化、病变、死亡与力作用的关系。为预防、诊断及治疗骨疾病、骨移植、骨矫形，控制骨生长，促进骨愈合，及假体的研制提供理论依据。 第二节 骨的生物力学 * 学习目标

1.掌握骨的应力、应变、骨的载荷和变形； 2.掌握骨的功能适应性原则； 3.熟悉骨的生物力学特征；

4.熟悉运动对骨形态结构的影响及作用原理；

5.了解载荷与骨折的关系及骨折的生物力学原理。

第二节 骨的生物力学 * 一、骨的承载能力

衡量骨承载能力的三要素： 第一，要求骨有足够的强度。

即指骨在承载负荷的情况下抵抗破坏的能力。 第二，要求骨有足够的刚度。

即指骨在外力作用下抵抗变形的能力。 第三，要求骨有足够的稳定性。

即指骨保持原有平衡形态的能力。

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第二节 骨的生物力学 二、骨的应力与应变

* 根据外力作用的不同,人体骨骼的受力形式可分为拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合载荷几种形式。

* 这些载荷会在骨内产生拉应力、压应力和剪应力,相应产生拉应变（伸长）、压应变（缩短）和剪应变（截面错位）,对骨的结构造成不同的影响. 第二节 骨的生物力学 * （一）骨的应力 概念：当外力作用于骨时，

骨以形变产生内部的阻抗

以抗衡外力，即是骨产生的应力。

特点：应力的大小等于作用于骨截面上的外力与骨横断面面积之比，单位为Pascal(Pa=N/m2)，即牛顿/平方米。 计算公式：

应力对于骨骼的作用：骨萎缩 第二节 骨的生物力学 * (二)骨的应变

概念：骨的应变是指骨在外力作用下的局部变形。

其大小等于骨受力后长度的变化量与原长度之比，即形变量与原尺度之比。一般以百分比来表示(下图)。

当骨承受的力超过其耐受应力与应变的极限时，便可造成骨骼的损伤甚至骨折。

第二节 骨的生物力学 * （三）应力-应变曲线

1.表示应力和应变之间的关系（讨论骨的材料特性）。

2.应力-应变曲线分成两个区：弹性变形区和塑性变形区。 3.在弹性变形区内的载荷不会造成永久性形变（如骨折）。 4. 弹性区末端点或塑性区初始点称屈服点。

5.该点对应的应力是产生骨最大应力的弹性形变，亦称为 弹性极限。

6.塑性区：屈服点以后的区。

7.此时已出现结构的损坏和永久变形。

8.当载荷超过弹性极限后，骨发生断裂即骨折。

第二节 骨的生物力学 * （三）应力-应变曲线

9.应力/应变是常数，代表应力与应变之间存在一定得关系，即弹性模量（杨氏模量）。 10.直线的斜率，用以表示材料抵抗变形的能力（刚度）。

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