Transcript Trybologia-stawy człowieka

Procesy trybologiczne w
stawach człowieka
Nitoń Przemysław
M44
Procesy trybologiczne 2006
Cel prezentacji
Celem prezentacji jest:
• przedstawienie procesów tribologicznych
zachodzących podczas pracy stawów
człowieka
• przybliżenie technik ich badania
Procesy trybologiczne 2006
Plan prezentacji
1. Definicja
2. Budowa stawu człowieka
3. Rodzaje tarcia w stawach człowieka
3.1. Schemat blokowy
3.2. Tarcie wewnętrzne
3.3. Tarcie zewnętrzne
3.3.1. Statyczne
3.3.2. Dynamiczne
Procesy trybologiczne 2006
Plan prezentacji c.d.
4. Wady i zalety występowania oporów tarcia podczas
pracy stawów
5. Sposoby zmniejszania tarcia w stawie człowieka
6. Stawy najbardziej narażone na uszkodzenia
7. Kierunki badań biotrybologicznych
8. Bariera dla rozwoju sztucznych stawów
9. Aparatura pomiarowa
10. Wykaz źródeł
Procesy trybologiczne 2006
Definicja
Trybologia jest to nauka o tarciu oraz o procesach
fizycznych: mechanicznych, elektrycznych,
magnetycznych, chemicznych, biologicznych i innych
zachodzących w obszarach tarcia.
Trybologia jest powiązana z wieloma dziedzinami nauki
m. in. z biotechnologią
Procesy trybologiczne 2006
Budowa stawu człowieka
Rysunek
przedstawia
budowę stawu
biodrowego
Procesy trybologiczne 2006
Rodzaje tarcia w stawach człowieka
Tarcie
Tarcie zewnętrzne
Statyczne
Tarcie wewnętrzne
Dynamiczne
Spoczynkowe
Poślizgowe
Kinematyczne
Toczne
Procesy trybologiczne 2006
Wiertne
Tarcie wewnętrzne
Tarcie wewnętrzne – występuje w warstwach cieczy lub
gazu, poruszających się względem siebie. Jest to
zjawisko powstawania sił stycznych przeciwdziałających
wzajemnemu ruchowi. Wiąże się z przekształcaniem
energii mechanicznej na ciepło
Procesy trybologiczne 2006
Tarcie zewnętrzne
Tarcie zewnętrzne –
występuje w płaszczyźnie
zetknięcia się dwóch ciał
stałych, ze względu na
wzajemny ruch tych ciał
względem siebie dzieli się na
statyczne i dynamiczne
Procesy trybologiczne 2006
Tarcie zewnętrzne statyczne
Tarcie statyczne – występuje gdy powierzchnie ciał nie
przesuwają się względem siebie i na jedno z ciał działa
siła niezerowa niezrównoważona. Ten rodzaj tarcia
zapobiega wzajemnym przemieszczeniom się
powierzchni trących
Procesy trybologiczne 2006
Tarcie zewnętrzne dynamiczne
Tarcie dynamiczne – występuje gdy powierzchnie ciała
stałego poruszają się względem siebie lub jedna
powierzchnia porusza się względem drugiej. Tarcie
dynamiczne dzieli się na tarcie spoczynkowe i
kinematyczne.
Procesy trybologiczne 2006
Tarcie zewnętrzne dynamiczne
Tarcie spoczynkowe
Występuje pomiędzy dwoma wzajemnie nieruchomymi
ciałami, do poruszenia których należy zadziałać siłą
tarcia statycznego, która jest najmniejszą wartością siły
potrzebnej do poruszenia z miejsca jednego z ciał.
Procesy trybologiczne 2006
Tarcie zewnętrzne dynamiczne
Tarcie kinematyczne
Występuje pomiędzy ciałami będącymi już w ruchu a siłą
tarcia kinematycznego, jaką należy przyłożyć do układu,
aby pozostał on w ruchu.
Ze względu na charakter powierzchni stykających się
ciał tarcie kinematyczne dzieli się na: toczne,
poślizgowe, wiertne.
Procesy trybologiczne 2006
Wady i zalety występowania oporów
tarcia podczas pracy stawów
Zalety
Możliwość poruszania się
Wady
Zużywanie powierzchni biorących udział w
procesie tarcia
Procesy trybologiczne 2006
Sposoby zmniejszania tarcia w stawie
człowieka
Płyn stawowy jest wzorową substancją
zmniejszającą opory tarcia
Obecność płynu stawowego w połączeniach
międzykostnych powoduje powoduje zamianę tarcia
suchego w tarcia płynne, w optymalnych warunkach w
tarcie hydrostatyczne
Procesy trybologiczne 2006
Sposoby zmniejszania tarcia w stawie
człowieka
Współczynniki tarcia
Procesy trybologiczne 2006
Stawy najbardziej narażone na
uszkodzenie
Ze względu na dużą
powierzchnię styku
kości w połączeniu
największe siły tarcia
występują w:
A - Stawie barkowym
B - Stawie łokciowym
C - Stawie biodrowym
D - Stawie kolanowym
Procesy trybologiczne 2006
Kierunki badań biotrybologicznych
• Analiza geometrii strefy współpracy biołożysk w
aspekcie tribologii
i choroby zwyrodnieniowej stawów
Procesy trybologiczne 2006
Kierunki badań biotrybologicznych
• opracowanie teoretycznych podstaw do konstrukcji
endoprotez
Procesy trybologiczne 2006
Bariera dla rozwoju sztucznych stawów
• Mała trwałość spowodowana występowaniem sił tarcia
• Agresja immunologiczna
• Wysoka cena
Procesy trybologiczne 2006
Aparatura pomiarowa
Modele z
tworzywa i aparatura
komputerowa służą
do wykonywania
pomiarów sił i
badań
wytrzymałościowch
Procesy trybologiczne 2006
Aparatura pomiarowa
Tester trybologiczny
Procesy trybologiczne 2006
Aparatura pomiarowa
Procesy trybologiczne 2006
Wykaz żródeł
1. www.przeglad-techniczny.pl
2. Strona internetowa instytutu PIB Politechniki Krakowskiej
3. Strona internetowa Akademii Górniczo – Hutniczej AGH
4. http://dydaktyka.polsl.pl/kwmimkm/nmub.aspx
Procesy trybologiczne 2006
Dziękuję za poświęconą
uwagę
Procesy trybologiczne 2006