EKLEM BİYOMEKANİĞİ 2903040055 Emrullah SEZGİN [email protected] 3003040003 Oğuzhan AKYÜREK [email protected] EKLEM NEDİR? Eklem vücudun hareket eden herhangi bir bölgesinde iki kemik arasında bulunan; çeşitli bağlarla veya içindeki sıvıyla vücuda hareket kabiliyetini veren yapıdır. Eklemler, iskelet sistemi ve kemiklerle beraber işlev kazanırlar. Eklemlerde meydana gelecek herhangi bir hasar, ilgili bölgenin hareket kabiliyetini kısıtlayacak; bu da canlıya ciddi fiziksel zarar verecektir. EKLEM ÇEŞİTLERİ Oynar (Sinoviyal) Eklemler Yarı Oynar (Kartilaginöz) Eklemler Oynamaz (Fibröz) Eklemler Oynar(Sinoviyal) Eklemler Tam hareket kabiliyetine sahip eklemlerdir. Kollar, bacaklar, bilekler, omuzlar, vs. vücudun an çok hareket ettirilen kısımlarında bulunur. Anatomik Yapılarına Göre Sinoviyal Eklem Çeşitleri a) Menteşe Tipi Eklemler: Bu tür eklemler menteşe şeklinde hareket eder, yani bir düzlemde fleksiyon ve ekstensiyon hareketi yapmaya olanak tanır. Örnek: Dirsek eklemi b) Pivot Eklemler: Kemiklerin, bir eksen çevresinde birbirleri etrafında rotasyon yapabilmesine izin veren eklemlerdir. Boyunda atlanto-aksiyel eklem ve ön kol kemikleri arasındaki eklemler örnektir. c) Eyer Tipi eklemler: Bir eyere benzeyen bu eklemlere, kondiloid eklemler de denir. Bu eklem tipi, fleksiyon, ekstensiyon ve abduksiyon, adduksiyon hareketlerine, ayrıca sirkümdiksiyon hareketine izin verir. Rotasyona izin vermez. Ör: Başparmağın, birinci karpometakarpal eklemi ve sternoklavikular eklem. d) Top ve Yuva tipi eklemler: Bu eklem hemen hemen her yönde- fleksiyon, ekstensiyon, abduksiyon, adduksiyon, rotasyon - geniş hareket olanağı sunar. Omuz ve kalça eklemleri bu tipe örnektir. e) Kayar Eklemler: Bu tipte, yalnız kayma hareketlerine izin veren küçük eklemler bulunur. El bileğindeki karpal kemikler arasındaki eklemler böyledir. f ) Elipsoid Eklemler: Top ve yuva tipi eklemlerin bir varyasyonudur. Fleksiyon-ekstensiyon, abduksiyon-adduksiyon hareketlerine izin verir. Minimal rotasyon olanağı da veren elipsoit eklemlere örnek el bileği (radiokarpal)eklem eklemleridir. Yarı Oynar (Kartilaginöz) Eklemler Hareket kabiliyetine sahip, fakat kapasitesi oynar eklemlerden biraz daha sınırlı eklemlerdir. Omurlarda ve göğüs kemiklerinde bulunan eklemler örnek olarak gösterilebilir. Yarı oynar eklemlerin amacı vücudu hareket ettirmekten çok; hareket esnasında ilgili bölgeye esneklik kazandırmaktır. Oynamaz (Fibröz) Eklemler Hareket yeteneği olmayan, görevi birbirine bağladığı iki kemik arasındaki bağları sıkılaştırıp dayanıklılık kazandırmak olan eklemlerdir. Eklemleşen kemikler çok sıkı bir şekilde birbirlerine testere dişi gibi girinti ve çıkıntılarla bağlanmışlardır. Kafatası, kalça kemiği gibi kemiklerde bulunur. Eklem Sıvısı Eklemler içinde bulunan sıvıdır. Eklemin büyüklüğüne göre 0,5–3,5 ml’dir. Soluk sarı renkte bir sıvıdır. Kıvamı yağ gibidir. Sert olan kıkırdak ve kemik yapıların birbiri üzerinden sürtünmeden kaymasını sağlar. Bu sayede eklemlerdeki iki kemik birbiri üzerinde rahat ve hasarsız kayar. Eklem Sıvısı Görevi Eklem sıvısının iki temel görevi vardır: Eklemlerdeki sıvının ilk görevi sürekli hareket içinde olan ve birbirine temas eden kıkırdaklarda, sürtünmeden kaynaklanabilecek hasarı engellemektir (örneğin; araba motoruna koyduğunuz motor yağı). Eklem arasındaki sıvı ayrıca besleyici maddeler içerir ve bununla kan dolaşımından yoksun kıkırdaklar beslenilir. Bilek Kırılması Diz Eklem Kompleksinin Temel Biyomekanik Rolleri Farklı yerler için uygun olan denge için kastan minimum enerji gereksinimleri ile harekete izin verir. Günlük yaşam faaliyetleri sırasında kuvvetlerin iletilmesine, emilmesine ve yeniden dağıtımına neden olur. Uzama ve Eğilme Boyunca Femur Hareket İçin Dönme Merkezi Yuvarlanma Kayma Dönme Tibiofemoral Eklem Aktiviteleri: Bükülme & Baskı Yükü BW = Body weight 100 , 200 , 500 ve 900 İçin 55 kg 3 Düzlemsel Kuvvet İçin Diz Ekleminin Sonlu Elemanlar Analizi. 100 için FE analizi 200 için FE analizi 500 için FE analizi 900 için FE analizi Diz Eklemi İçin Farklı Koşullarda Gerilmelerin Karşılaştırılması Tek Ayak Basma Fazında Kalça Eklemindeki Yüklenmeler VA, vücut ağırlığı; b, vücut ağırlığı moment kolu; Abd, abduktor adeleler tarafından uygulanan moment; a, abduktor moment kolu; ERK, eklem reaksiyon kuvveti Kalça Eklemine Etkiyen Kuvvet Şeması a. Statik denge konumu b. Dinamik denge konumu Femur başı rotasyon merkezi olacağı için, femur başı merkezini etkileyen bileşke kuvvet (R)’in büyüklüğü, abdüktör kas gücü (M) ve vücut ağırlığı (K) kuvvetlerinin vektörel toplamına eşittir . Yapılan çalışmalar sonucunda, vücut ağırlık çizgisinin femur başı rotasyon merkezine olan uzaklığının (OC) abdüktör kasların femur başı merkezine olan dikey uzaklığının (OB) üç katı olduğu tespit edilmiştir. Pelvis’in dengede kalabilmesi için kaldıraç kanunu prensiplerine göre; Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu olmalıdır. Bu durumda; M x OB = K x OC ve M = K x OC / OB’dir. OC = 3 x OB ve M = K x 3 OB / OB ise M =3 K R = M + K olduğuna göre, M = 3K ise R = 4 K’dır. Görüldüğü gibi tek kalçaya etki eden yüklerin toplamı vücut ağırlığının 3 katından fazladır. Bununla beraber tırmanma, koşma, atlama gibi hareketlerde vücut ağırlığının yaklaşık 10 katı kadar yük kalça eklemi üzerine binmektedir. Proksimal Femoral Çivi TEŞEKKÜRLER..