3+ 4/2002 - Společnost pro pojivové tkáně
3+ 4/2002 - Společnost pro pojivové tkáně
3+ 4/2002 - Společnost pro pojivové tkáně
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
zatíženého modelu. Získané reakce měly<br />
poskytnout jasnou představu o spektru<br />
zatížení, které se může v segmentu vyskytovat.<br />
Časem vznikla řada modelů, jejichž<br />
analýza a výsledky ukázaly značnou citlivost<br />
na vstupní parametry. Nejdůležitějšími parametry<br />
ovlivňujícími řešení jsou materiálové<br />
definice měkkých tkání meziobratlového<br />
spojení. Anatomie segmentu (7, 8, 9) dává<br />
představu o komplikovanosti popisu<br />
aspolečně s nedostatkem kvalitních podkladů<br />
nutných ke korektnímu materiálovému<br />
popisu je každý MKP model meziobratlového<br />
spojení předem zatížen chybou ve<br />
své definici. Společně s neuvěřitelnou variabilitou<br />
tvaru, kinematiky, patologických<br />
vlivů atd. je prakticky nemožné sestavit<br />
nenapadnutelný matematický model.<br />
Postupně byly vytvořeny dva v materiálové<br />
definici odlišné modely funkčního<br />
meziobratlového spojení na bederní páteři.<br />
Prvním je materiálově čistě lineární model,<br />
ve kterém byl vazivový prstenec modelován<br />
jako kompozitní struktura složená z 12-ti<br />
vrstev s odlišnou orientací a ligamenta jako<br />
NO COMPRESSION elastické nosníky.<br />
Z důvodu hyperelasticity kolagenu jako významné<br />
složky vazivových struktur vznikl<br />
model s nelineární definicí pomocí SPRING<br />
elementů, které popisují kolagenní komponenty<br />
vazů a vazivového prstence. Po<br />
porovnání výsledků obou modelů se jako<br />
kvalitnější ukázal materiálově nelineární<br />
model, <strong>pro</strong>tože lépe vystihuje chování segmentu<br />
v oblasti neutrální zóny (NZ). Velké<br />
deformace v oblasti NZ mají díky geometrické<br />
nelinearitě značný vliv na výslednou<br />
kinematiku v elastické zóně (EZ) a tedy<br />
ivcelém rozsahu pohybu (ROM).<br />
Model sestává ze dvou bederních obratlů<br />
L4 a L5, jádra (nucleus pulposus), které je<br />
modelované jako uzavřená dutina,vazivového<br />
prstence (anulus fibrosus), ligg. interspinalia,<br />
72<br />
LOCOMOTOR SYSTEM vol. 9, <strong>2002</strong>, No. <strong>3+</strong>4<br />
intertransversalia,flava,longitudinale anterior<br />
a longitudinale posterior a kloubních<br />
pouzder mezi kloubními výběžky (<strong>pro</strong>cessi<br />
articulares sup. et inf.). Ligamenta jsou modelována<br />
jako smíšené (lineární + nelineární)<br />
elastické skupiny konektorových SPRINGA<br />
elementů. Ligamenta tvořící vazivová spojení<br />
na páteři jsou tvořena kolagenní, nelineární<br />
složkou (kolagenem) a elastickou, lineární<br />
složkou (elastinem). Tyto složky jsou zastoupeny<br />
v každé vazivové skupině hybného<br />
segmentu v různém poměru. Tento poměr<br />
způsobuje poměrně specifické chování<br />
každého z anatomicky popisovaných vazů.<br />
Poměr elastinu a kolagenu je různý nejen<br />
u jednotlivých subjektů, ale mění se i v rámci<br />
vazu.Tyto rozdíly jsou sice známy, ale v běžně<br />
dostupné literatuře se konkrétní hodnoty<br />
neuvádějí. Poměry kolagenu a elastinu ve<br />
spinálních vazech uvádí literatura (7) jako<br />
konstantní hodnoty. Vazivová spojení hybného<br />
segmentu jsou modelována pomocí<br />
zdvojených SPRINGA elementů. Mezi příslušnými<br />
uzly je definována vždy dvojice<br />
konektor SPRINGA elementů, z nichž jeden<br />
reprezentuje kolagenní a druhý elastickou<br />
složku vazu. Z publikovaných křivek napětídeformace<br />
kolagenních vláken (10, 11) lze<br />
stanovit závislosti síla-deformace, nutné<br />
k definici nelineárních SPRINGA elementů,<br />
které byly použity k popisu kolagenní složky<br />
vazivových skupin modelu hybného segmentu<br />
bederní páteře.<br />
Vazivový prstenec (anulus fibrosus) sestává<br />
ze dvou základních komponent:<br />
● Základní hmota je izotropní lin. elastické<br />
kontinuum s modulem pružnosti<br />
E=9,5 MPa a Poissonovou konstantou<br />
µ =0,35 podle (12).<br />
● Kolagenní vlákna v lamelách představují<br />
konektorové elementy s nelineární<br />
odezvou na deformaci. Závislost F–ε<br />
konektor elementů byla stanovena na
Change language