کليه امتيازهاي اين پاياننامه به دانشگاه بوعلي سينا تعلق دارد. در صورت استفاده از تمام يا بخشي از مطالب اين پاياننامه در مجلات،
کنفرانسها و يا سخنرانيها، بايد نام دانشگاه بوعلي سينا يا استاد راهنماي پاياننامه و نام دانشجو با ذکر مأخذ و ضمن کسب مجوز کتبي از دفتر تحصيلات تکميلي دانشگاه ثبت شود. در غير اين صورت مورد پيگرد قانوني قرار خواهد گرفت. درج آدرسهاي ذيل در کليه مقالات خارجي و داخلي مستخرج از تمام يا بخشي از مطالب اين پاياننامه در مجلات،
کنفرانسها و يا سخنرانيها الزامي ميباشد.
…………………………….., Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran.
……………….، گروه ………………..، دانشكده ………………، دانشگاه بوعلي سينا، همدان..

دانشکده تربيت بدني و علوم ورزشي
گروه آموزشي بيومکانيک ورزشي
پايان نامه براي دريافت درجه دکتري در رشته تربيت بدني گرايش بيومکانيک ورزشي
عنوان:
بررسي تاثير ويبراسيون کل بدن با فرکانس و دامنه متفاوت بر مقاومت خمشي، تراکم يون کلسيم و هيستومورفومتري استخوان فمور و تيبيا در رت اوراکتومي
استاد راهنما:
دکتر مهرداد عنبريان
اساتيد مشاور:
دکتر گيتي ترکمان، دکتر حيدريان پور
نگارش:
هدا مزيني
شهريور1393
تقديم به:
مادرعزيزم،
به پاس زحمات فراوانش
در ابتدا خداوند متعال را شاکرم که به بنده در به نتيجه رساندن اين رساله، با تمام مشکلات موجود کمک کرد.
از مادر عزيزم، خواهران و برادران ارجمندم که زمينه کسب علم و دانش و معرفت را برايم فراهم کردند، از همسر و دختر دلبندم که صبورانه مرا همراهي کردند صميمانه تشکر ميکنم.
لازم ميدانم از استادان ارجمند: آقاي دکتر مهرداد عنبريان به پاس راهنمائيهاي ارزنده، خانم دکتر گيتي ترکمان براي کمک هاي بي دريغ و سودمند ايشان و آقاي دکتر علي حيدريان پور بخاطر مشاوره هاي ايشان در انجام اين پاياننامه تشکر نمايم.
از بذل توجه و عنايت استادان بزرگوار جناي آقاي دکتر مجيد معتمدزاده، دکتر سيد محمد مهدي هزاوه ايي و دکتر علي يلفاني که داوري اين رساله را پذيرفته و با رهنمود هاي ارزشمندشان مرا در به انجام رساندن اين تحقيق ياري رساندند، کمال تشکر را دارم.
همچنين از کمک هاي شايان مهندس احسان صادقياني دهکردي و دکتر هوشيار در گروه مهندسي- پزشکي دانشگاه اميرکبير، دکتر نوراني رئيس مرکز علوم حيوانات آزمايشگاهي دانشگاه بقيه الله و آقاي محمدصابر ستوده کمال تشکر را دارم.
از دوستان، کليه اساتيد و کارکنان گروه تربيت بدني و علوم ورزشي دانشگاه بو علي سينا همدان کمال تشکر را دارم و با ادب و تواضع سپاس بيکران و ارادت قلبي خود را به پيشگاه يکايک آنها تقديم مي کنم.
دانشگاه بوعلي سينا
مشخصات رساله/پايان نامه تحصيليعنوان:
بررسي تاثير ويبراسيون کل بدن با فرکانس و دامنه متفاوت بر مقاومت خمشي، تراکم يون کلسيم و هيستومورفومتري استخوان فمور و تيبيا در رت اوراکتومينام نويسنده: هدا مزينينام استادراهنما: دکتر مهرداد عنبريان دانشکده: تربيت بدني و علوم ورزشيگروه آموزشي : تربيت بدنيرشته تحصيلي:تربيت بدني و علوم ورزشيگرايش تحصيلي: بيومکانيک ورزشي مقطع تحصيلي: دکتريتاريخ تصويب پروپوزال: 22/12/1391تاريخ دفاع: 19/6/1393تعداد صفحات:127چكيده:
پوکي استخوان يک اختلال اسکلتي است که درآن قدرت مکانيکي استخوان کاهش يافته و منجر به شکستگي استخوان مي شود، لذا توجه به روش هايي براي حفظ استحکام استخوان و مهار پوکي استخوان مهم تلقي مي شود. هدف از اين تحقيق، تعيين تاثير ويبراسيون کل بدن با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر مقاومت مکانيکي، تراکم يون کلسيم و هيستومورفومتري استخوان ران و درشت ني در رت اوراکتومي بود. تعداد 41 سر رت اوراکتومي پس از گذشت سه ماه بطور تصادفي به 5 گروه تقسيم شدند: گروه فرکانس بالا، دامنه بالا (9 (n=، گروه فرکانس بالا، دامنه پايين(9 (n=،گروه فرکانس پايين، دامنه بالا(9 (n= ،گروه فرکانس بالا، دامنه بالا(9 (n= و گروه Sham (5(n= . 6 سر رت سالم بدون جراحي اوراکتومي نيز در گروه کنترل جاي گرفتند. گروه هاي تمريني 3 بار در هفته بمدت 8 هفته روي دستگاه ويبره با زمان پيشرونده قرار گرفتند. گروه Sham با همين پروتکل روي دستگاه خاموش قرار بودند. در پايان هفته هشتم، حيوانات توسط استنشاق دي اتيل اتر قرباني شدند و استخوان ران و درشت ني رت ها جدا شد. استخوان ران و درشت ني راست براي انجام تست مقاومت خمشي سه نقطه به آزمايشگاه بيومکانيک منتقل شد. از شاخص هاي استرس، سفتي، انرژي جذب شده و جابجايي استخوان بعنوان ملاک سنجش مقاومت مکانيکي استخوان استفاده شد. تراکم يون کلسيم در استخوان درشت ني چپ بوسيله ي جذب اتمي شعله اي( اسپکتروفتومتري) مورد ارزيابي قرار گرفت. استخوان ران چپ براي بررسي هيستومورفومتري، به روش متداول لام اماده و با هماتوکسلين و آئوزين رنگ آميزي شد. يافته ها نشان داد هشت هفته تمرينات ويبراسيون توانست تاثير معني داري بر مقاومت مکانيکي استخوان داشته باشد و پارامتر هاي بيومکانيکي استخوان در رت اوراکتومي را به سطح استخوان سالم برساند. در بين گروه هاي تمريني، گروهHFLA افزايش بيشتري در مقاومت مکانيکي استخوان نسبت به گروه هاي ديگر تمريني نشان داده است و مقاومت مکانيکي استخوان در دو گروه تمريني HFLA و LFHA که هر دو گروه از شدت تمريني تقريبا يکساني برخوردار بودند ولي نتايج پارامترهاي بيومکانيکي در گروه تمريني HFLA بطور چشمگيري بهتر از گروه LFHA بود. رت ها بعد از اوراکتومي، استخوان درشت ني بهتر به تمرينات WBV جواب داده است. تمرينات WBV روي تراکم يون کلسيم در تمامي گروه هاي تمريني افزايش داشته و به سطح نرمال در گروه کنترل (سالم)رسيده و در گروه شم کمتر از بقيه گروه ها مي باشد هر چند اختلاف معني دار نيست. درهر دو استخوان متراکم و اسفنجي گروه فرکانس بالا، دامنه پايين (HFLA) بيشترين افزايش مساحت را نسبت به گروه هاي تمريني ديگر داشت. بين شاخص هاي مقاومت مکانيکي استخوان و شاخص هاي هيستومورفومتري استخوان هماهنگي وجود دارد.
واژه هاي کليدي: ويبراسيون کل بدن، مقاومت خمشي، تراکم يون کلسيم، هيستومورفومتري، رت اوراکتومي
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: طرح پژوهش
1-1- مقدمه…………….2
1-2- بيان مسئله……………………………………………………………………………………………………………………..3
1-3- ضرورت تحقيق7
1-4- اهداف تحقيق..9
1-4-1- هدف کلي9
1-4-2- اهداف اختصاصي9
1-5 – فرضيات تحقيق10
1-6- قلمرو تحقيق..10
1-7- محدوديت هاي تحقيق11
1-8- تعريف عملياتي متغير هاي تحقيق11
1-8-1- متغيرمستقل11
1-8-2- متغيرهاي وابسته12
فصل دوم: کليات پژوهشي
مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………14
2-1- اساس ارتعاشات مکانيکي14
2-2- ارتعاشات کل بدن16
2-3- نيروهاي وارد بر استخوان18
2-4- مقاومت مکانيکي استخوان21
2-4-1- بازسازي استخوان21
2-4-2- سازوکار بروز پوکي استخوان21
2-4-3- پاسخ استخوان نسبت به بارگذاري23
2-4-4- مکانيسم انطباق مکانيکي استخوان25
2-4-5- پاسخ عضله به بارگذاري30
2-4-6- تست مکانيکي استخوان31
2-5- ساختمان ميکروسکوپي استخوان34
2-5-1- سلول هاي پوششي استخوان36
2-5-2- ترکيب استخوان37
2-6- ساختمان ماکروسکوپي استخوان39
2-6-1- استخوان متراکم و اسفنجي39
2-6-2- استخوان از لحاظ تکاملي40
2-7- کلسيم………..41
2-8- پيشينه تحقيق..42
2-8 – جمع بندي. …49
فصل سوم: تبيين پژوهش
مقدمه………………………..52
3-1- تهيه و نگهداري رت52
3-1-1- نمونه مورد مطالعه52
3-1-2 – قفس رت ها53
3-1-3 – خوراک رت ها53
3-1-4 – سيستم روشنايي و تهويه54
3-1-5- رطوبت و دماي محيط54
3-2-1- بيهوشي رت54
3-2-2- اجراي جراحي55
3-3- تحريک مکانيکي56
3-3-1 – دستگاه تحريک مکانيکي استخوان56
3-3-2- روش اجرا58
3-3-3- نمونه برداري61
3-4- ارزيابي استخوان62
3-4-1- ارزيابي خمشي استخوان62
3-4-2- ارزيابي تراکم يون کلسيم65
3-4-3- ارزيابي هيستومورفومتري استخوان67
3-5- روش تجزيه و تحليل آماري داده ها69
فصل چهارم: تجزيه و تحليل پژوهش
مقدمه…………………………..71
4-1- آمار توصيفي.72
4-2- آمار استنباطي73
4-3- وزن بدن……….74
4-4- مقاومت خمشي76
4-4-1 – استرس76
4-4-2 – سفتي79
4-5-3- انرژي جذب شده84
4-5-4- جابجايي88
4-5-5- جمع بندي91
4-6- تراکم يون کلسيم91
4-7- هيستومورفومتري استخوان متراکم و اسفنجي93
4-7-1 – جمع بندي96
فصل پنجم: استنباط و نتيجه‌گيري
مقدمه…………………………..103
5-1- خلاصه تحقيق103
5-2- بحث……………….104
5-3- نتيجه گيري…..116
5-4- پيشنهاد هاي تحقيق116
5-4-1- پيشنهاد کاربردي116
5-4-2- پيشنهاد پژوهشي116
منابع……………………118
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول3-1- مشخصات گروه ها………………………………………………………………………………………………60
جدول3-2- پروتکل انجام ويبراسيون………………………………………………………………………………………..61
جدول 4- 1- ميانگين و انحراف معيار گروه ها در استخوان ران(Mean±SE) ……………………………..72
جدول 4-2 – ميانگين و انحراف معيار گروه ها در استخوان درشت ني.(Mean±SE)73
جدول 4- 3- نتايج بدست آمده از آزمون کلوموگروف-اسميرنوف (05/0P?)73
جدول 4-4- نتايج آزمون لون درمراحل پيش آزمون وپس آزمون (05/0P?)74
جدول4- 5- مقايسه ميانگين و انحراف معيار وزن بدن(Mean±SD) در گروههاي مختلف .75
جدول 4-6 -آزمون تحليل واريانس يک طرفه استرس در استخوان فمور………………………………………..78
جدول4-7- نتايج آزمون توکي در شاخص استرس استخوان فمور…………………………………………………78
جدول4-8- آزمون تحليل واريانس يک طرفه استرس در استخوان تيبيا…………………………………………..80
جدول 4-9- نتايج آزمون توکي در شاخص استرس استخوان تيبيا.80
جدول 4-10- آزمون تحليل واريانس يک طرفه سفتي استخوان فمور.82
جدول 4- 11- نتايج آزمون توکي در شاخص سفتي استخوان فمور.82
جدول 4- 12- آزمون تحليل واريانس يک طرفه سفتي استخوان تيبيا.84
جدول 4-13- نتايج آزمون توکي در شاخص سفتي استخوان تيبيا.84
جدول 4- 14- آزمون تحليل واريانس يکسويه استخوان فمور در شاخص انرژي جذب شده86
جدول 4- 15- آزمون تحليل واريانس يکسويه انرژي جذب شده در استخوان تيبيا.87
جدول 4- 16- نتايج آزمون توکي در شاخص انرژي جذب شده استخوان تيبيا.87
جدول4- 17- آزمون تحليل واريانس يک طرفه جابجايي در استخوان فمور…………………………………..89
جدول4-18- آزمون تحليل واريانس يک سويه جابجايي در استخوان تيبيا…………………………………….. 90
جدول 4- 19- آزمون تحليل واريانس يک سويه تراکم يون کلسيم در استخوان تيبيا…………………………92
جدول 4-20- آزمون تحليل واريانس يک سويه مساحت استخوان متراکم در استخوان فمور…………….. 94
جدول 4- 21- آزمون تحليل واريانس يک سويه مساحت ترابکولا در استخوان اسفنجي فمور………….. 96

فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل2-1- موج سينوسي در حرکات ارتعاشي…………………………………………………………………………..15
شکل2- 2- تعيين شماتيک دامنه ارتعاشات…………………………………………………………………………….. 16
شکل2-3- شکل شماتيک انتقال انرژي توسط دستگاه ويبراسيون………………………………………………….18
شکل 2- 4- نيروهاي وارد بر استخوان……………………………………………………………………………………..19
شکل 2-5- رفتار آنيزوتروپيک استخوان. ………………………………………………………………………………….20
شکل2 -6- مراحل بازسازي استخوان……………………………………………………………………………………… 22
شکل2-7- مقايسه استخوان در حالت سالم و پوکي استخوان………………………………………………………23
شکل 2- 8- نظريه فراست…………………………………………………………………………………………………….26
شکل2-9- استرس هيدروستاتيک (فشاري يا کششي).28
شکل 2-10- درزهاي استخواني شامل کاناليکول ها و لاکوناي استخواني……………………………………….29
شکل 2-11- اهميت بارگذاري متناوب مدل مکانيکي- بيولوژي 29
شکل2- 12- شکل شماتيک نحوه انجام تست خمش سه نقطه.32
شکل 2-13- نمودار استرس-استرين استخوان. 33
شکل 2 -14- منشا يکسان سلول هاي استئوسيت و استئو بلاست…………………………………………………..36
شکل2-15- اجزا ميکروسکوپي استخوان…………………………………………………………………………………. 38
شکل2 -16- استخوان بلند..39
شکل 3-1- محل نگهداري رت……………………………………………………………………………………………….53
شکل3-2- قفس رت…………………………………………………………………………………………………………….53
شکل3 -3- رت جراحي شده…………………………………………………………………………………………………55
شکل 3-4- نماي کلي دستگاه ويبراسيون…………………………………………………………………………………57
شکل 3-5- قرار گرفتن رت در داخل دستگاه ويبراسيون…………………………………………………………….57
شکل 3-6- سسيتم پيچ و فنر براي تغيير ات دامنه……………………………………………………………………….57
شکل 3-7- موتور ايجاد ارتعاش در زير صفحه آلومينيمي……………………………………………………………57
شکل 3-8- نمايشگر زمان و فرکانس دستگاه……………………………………………………………………………..58
شکل 3-‏9- دستگاه Zwick مدل 477514 جهت انجام تست بيومکانيک استخوان.63
شکل 3-‏10- نحوه قرار گيري استخوان جهت تست خمش سه نقطه.63
شکل 3-‏11- دستگاه برش استخوان.64
شکل 3-‏12- نمونه اي از عکس هاي تهيه شده جهت اندازه گيري سطح مقطع استخوان.64
شکل 3-‏13- نمايي از بدست آمدن متغيرها با استفاده ار نمودار.65
شکل 3-14. نمودار غلظت استاندارد فلز کلسيم………………………………………………………………………….66
شکل 3-15- دستگاه اسپکتروفتومتري مورد استفاده.68
شکل 3-‏16- دستگاه Histo-Line جهت برش هاي بسيار نازک از استخوان68
شکل 4-1- تغييرات وزن حيوانات در گروههاي مختلف(Mean±SD).76
شکل 4-2- ميزان استرس در استخوان فمور77
شکل 4-3- ميزان استرس در استخوان تيبيا.79
شکل 4-4- سفتي استخوان فمور.81
شکل4-5- سفتي استخوان تيبيا..83
شکل4-6- انرژي جذب شده در استخوان فمور…85
شکل4-7- انرژي جذب شده در استخوان تيبيا..86
شکل4-8- جابجايي استخوان فمور.88
شکل4-9- جابجايي استخوان تيبيا…………………………………………………………………………………………. 90
شکل 4-10- تراکم يون کلسيم در استخوان تيبيا..Error! Bookmark not defined.92
شکل4-11- مساحت استخوان متراکم فمور.93
شکل4-12- مساحت ترابکولا استخوان اسفنجي تيبيا.95
شکل 4-13- ناحيه متراکم ميانه استخوان فمور در گروه HFLA97
شکل4-14- ناحيه اسفنجي گردن فمور در گروه HFLA97
شکل4- 15- ناحيه متراکم ميانه استخوان فمور در گروه HFHA98
شکل4- 16- ناحيه اسفنجي گردن فمور در گروه HFHA98
شکل4- 17- ناحيه متراکم ميانه استخوان فمور در گروه LFLA99
شکل4- 18- ناحيه اسفنجي گردن فمور در گروه LFLA99
شکل4- 19- ناحيه متراکم ميانه استخوان فمور در گروه LFHA100
شکل4- 20- ناحيه اسفنجي گردن فمور در گروه LFHA100
شکل4- 21- ناحيه متراکم ميانه استخوان فمور در گروه Sham101
شکل 3-22- ناحيه اسفنجي گردن فمور در گروه Sham ………………………………………………………101

طرح پژوهشي
1-1- مقدمه
پوکي استخوان يک مشکل جدي براي سلامت عموم جامعه است که کيفيت زندگي افراد جامعه، بويژه زنان ميانسال را تحت تأثير قرارمي‌دهد. پوکي استخوان يک اختلال اسکلتي است که درآن قدرت مکانيکي استخوان کاهش يافته و منجر به شکستگي استخوان مي شود. دليل اهميت اين بيماري براي نظام سلامت کشور، شکستگي‌ها و به تبع آن تحميل هزينه‌هاي مادي و معنوي حاصل از اين عارضه مي باشد. با توجه به اهميت بيماري پوکي استخوان و نقش محوري پيشگيري از اين بيماري، بديهي است توجه و حساسيت نسبت به اين بيماري در تمامي سطوح ارائه خدمات بهداشتي درماني کشور و همچنين عموم جامعه به خصوص زنان و دختران كشور امري بسيار ضروري و حائز اهميت است.

مطالعات متعددي نقش فعاليت جسماني در پيشگيري و درمان پوکي استخوان را نشان داده اند. اخيرا ويبراسيون کل بدن1 (WBV) بعنوان يک مداخله ورزشي راهکاري نويد بخش در حيطه ورزش و بازتواني، جهت افزايش قدرت و توان توجه زيادي را به خود اختصاص داده و بکار گرفته مي شود. مشاهده شده است ويبراسيون در بهبود استحکام استخوان در رت اوراکتومي و انسان موثر است. عليرغم تحقيق هاي متعددي که بر فوائد ويبراسيون در حفظ تراکم استخوان درحيوانات گزارش شده است، اما تمام تحقيقات اين موضوع را تائيد نمي کنند. همچنين اين سوال که کدام پروتکل ارتعاشي شامل فرکانس و دامنه مشخص بر مقاومت استخوان اثر بخشي بهينه دارد، هنوز پاسخ واضحي نداشته است. هدف از اين تحقيق بررسي تاثير چهار نوع سيگنال مختلف ويبراسيون بر استحکام بافت استخواني موش اوراکتومي است تا اهميت تغييرسيگنال ارتعاش بر رفتار مکانيکي استخوان که ناشي از پديده استخوان سازي خواهد بود، بررسي شود.

1-2- بيان مسئله
پوکي استخوان2 يا استئوپورز طبق تعريف انجمن بهداشت جهاني3 ( (WHO،” يک اختلال اسکلتي است که در آن قدرت مکانيکي استخوان کاهش يافته و منجر به شکستگي استخوان مي شود”. سازمان جهاني بهداشت پوكي استخوان را به صورت كاهش تراكم استخوان به 5/2 انحراف معيار كمتر از متوسط حداكثر تراكم استخواني در افراد جوان جامعه تعريف كرده است(1). مردان وزنان با ورود به سنين بزرگسالي، بطورطبيعي حدود نيم درصد از توده استخواني خود را درسال از دست مي دهند. خانمها با ورود به دوره يائسگي، دچار از دست دادن سريع توده استخواني ميشوند. اين کاهش توده استخواني تا 5% در سال براي استخوانها ي اسفنجي و بين 3 %-2% در سال براي استخوا نهاي متراکم است. بنابراين، باعث مي گردد طي 20 سال حدود 20? تا 30 ? افت تراکم استخوان داشته باشندکه با كاهش تراكم استخواني به30 تا 40 درصد از حد طبيعي شکستگي استخوان ها بيشتر اتفاق مي افتد(1-3). اين شکستگي ها علاوه بر تحميل بار اقتصادي براي فرد و جامعه، هزينه هاي اجتماعي حاصله مانند معلوليت يا مرگ را نيز بدنبال دارد(3).

براي بررسي رشد استخوان درانسان، مطالعات عمدتاً به راديوگرافي يا ارزيابي ماركرهاي استخواني محدود مي شوند در حالي كه استفاده از مدل حيواني به بررسي مستقيم خواص مکانيکي استخوان مي پردازد. خواص مکانيکي استخوان از جمله: استرس، سفتي استخوان و ميزان انرژي جذب شده از پارامترهاي اصلي بيان کننده ساختار و عملکرد استخوان مي باشد. پس با استفاده از مدل هاي حيواني و انجام تستهاي مستقيم بيومكانيكي انعكاس بهتري از خواص مكانيكي استخوان در مقايسه با اندازه گيريهاي تراكم استخواني به دست ميآيد(4).

مشخص شده اوراکتومي رت يک مدل تجربي مناسب جهت بررسي پوکي استخوان در دوره يائسگي مي باشدکه چند ماه بعد از اوراکتومي، پوکي استخوان قابل مشاهده است(5).
شکستگي ناحيه پروگزيمال استخوان فمور در انسان يکي از رايج ترين نوع شکستگي در پوکي استخوان است. ناحيه پروگزيمال استخوان رت نيز بسيار شبيه استخوان فمور انسان است. بدليل شباهت زياد بين استخوان انسان و رت از آن براي ارزيابي مقاومت استخوان و تغييرات مورفولوژي استفاده مي شود(6).
مطابق يافته هاي پزشکي، بافت استخوان بطور منظم دچار نوسازي مي گردد. روند کلي اين فرايند با جذب استخواني توسط تحريک سلول هاي استئوکلاست آغاز ميشود. استخوان سازي توسط سلو ل هاي استئوبلاست صورت مي گيرد. اگر جذب استخواني زياد باشد يا تشكيل استخواني كم شود پوکي استخوان رخ مي دهد که مكانيسم اصلي همه ي دلايل پوكي استخوان همين عدم تعادل بين جذب استخواني وتشكيل آن است(7).

از جمله عوامل محرک و ضد تحليلي استخوان، حساسيت به محيط مکانيکي است در واقع همان قانون ولف که شکل استخوان، ماهيت عملکردي آن را مشخص مي نمايد. ارتباط بين ساختار استخوان و نيرو هاي وارده بر آن از توانايي انطباق پذيري دائم استخوان سالم با محيط تحت بار است و بر همين مبنا امکان انطباق پذيري با محيط موجود را به سيستم اسکلتي ميدهد. اين توانائي عموما بدليل خواص نوسازي4 و باز سازي5 استخوان است که بافت قديمي استخوان را در محيط حداقل يا حداکثر بارگذاري استخوان از بين برده وموجب شکل گيري مجدد آن در محيط با بارگذاري مناسب مي شود. اين انطباق پذيري سيستم اسکلتي با محيط تغييرات معني داري در جرم، هندسه و خواص مواد استخوان ايجاد مي کند(8, 9). از طرفي، هر نوع حركت و فعاليت بر روي زمين نيز به لحاظ مكانيكي، باعث اعمال بار6 روي استخوان‌هاي متحمل وزن شده و ساختار آن‌ها را بهبود مي‌بخشد. تشکيل و تحليل استخوان به نيروي خارجي ناشي از نيروي گرانشي و نيروي داخلي توليد شده توسط فعاليت عضلاني حساس است(10). اعمال بار بر روي استخوان بعنوان محرک‌هاي لازم براي دستيابي به اوج توده استخواني و حفظ هموستاز آن شناخته شده است(11) .

امروزه تمرينات و فعاليت هاي ورزشي روند مثبتي در سلامت عمومي افراد دارا است. اثرات مثبت ورزش بر سسيتم گردش خون وعروق، زمان واکنش عضلات، تعادل و هماهنگي ارگان و افزايش کيفيت زندگي در سالخوردگان را بهمراه دارد(12-14). بافت استخواني در سنين بزرگسالي به رژيم هاي تمريني در جهت سنتز استخواني پاسخ داده است(15). اما ورزش در سنين بالا خطراتي مانند افتادن و شکستگي استخوان در افراد مبتلا به پوکي استخوان را به همراه دارد. لذا، اين افراد قادربه انجام هرگونه تمريني نيستند و جايگزيني روش هايي بجاي تمرينات ورزشي براي حفظ سلامتي و جلوگيري از خطر افتادن در اين رده سني ايمن تر مي باشد.

اخيرا ويبراسيون کل بدن (WBV) بعنوان يک مداخله ورزشي، راهکاري نويد بخش در حيطه ورزش و بازتواني جهت افزايش قدرت و توان بکار گرفته شده است(16, 17). نتايج اوليه به نظر ميرسد حساسيت بالاي استخوان به سيگنال هاي مکانيکي، ممکن است مبنايي براي مداخلات غير دارويي باشد که قادر به بازگرداندن يکپارچگي بافت استخوان پس از حوادث يا صدمات شغلي مانند پروازهاي فضايي است وب عنوان جايگزين کارامدي در پيشگيري و درمان سارکوپنيا در افراد توصيه شده است(18-20). از طرفي، پاسخ استخوان سازي نسبت به محرک هاي مکانيکي غير معمول بر روي استخوان بيشتر و موثرتراست(21). لذا استفاده از بارگذاري توسط ارتعاشات مکانيکي يا ويبراسيون کل بدن بعنوان يک مداخله ورزشي، با بافت بدن بومي تر و روشي ايمن براي جلوگيري از شکستگي و آسيب به ديگر بافت ها پيشنهاد مي شود و قابليت اجرا براي افراد مسن و در معرض پوکي استخوان را نيز دارد.

مطالعات انجام شده نشان داده اند براي تطابق استخوان سازي در جهت بازسازي استخوان، بارگذاري بايد پويا و ديناميک باشد، نيروي استاتيک نمي تواند در انتقال مکانيکي نقش داشته باشد(22). به طور طبيعي هر بارگذاري پويا داراي مولفه هاي دامنه و فرکانس است. فرکانس به همراه دامنه تعيين کننده شتاب و ميزان بار وارد بر سيستم اسکلتي- عضلاني مي باشد. بافت استخواني با تداوم فعاليت هايي با شتاب مشخصي صورت مي گيرد. تحقيقات در بررسي روزانه نشان دادند استرين هاي بزرگ (> 1000ميکرو استرين) با فرکانس پايين(3-1 هرتز) بطور نسبي دفعات محدودي در طول روز رخ ميدهد در حاليکه استرين هاي خيلي کوچک( < 10 ميکرواسترين) با فرکانس بالا(50-10 هرتز) هزاران بار در روز اتفاق مي افتد(23). عليرغم اينکه در مطالعات اخير طيف وسيعي از فرکانس استفاده شده است(19, 24, 25) اما به نظر مي رسد در انتخاب فرکانس بايد نکات زير را نيزمورد توجه قرار داد: 1- بدن روزانه عمدتاً در معرض شتاب هاي کم با فرکانس 50-10 هرتز قرار مي گيرد و همين مقدار شتاب نيز باعث تحريک استخوان مي شود(26) پس انتخاب نوسان در محدوده عملکرد طبيعي سيستم عضلاني-اسکلتي بايد مورد توجه باشد. 2- از سوي ديگر، فرکانس طبيعي عضلات بافت هاي بدن حدود 20 هرتز مي باشد و در صورتي که فرکانس طبيعي بافت نزديک به فرکانس دستگاه ويبراسيون باشد دامنه ويبراسيون بيشتر مي شود(پديده تشديد) و باعث آسيب بافتي مي گردد(27). لذا، بايد فرکانس هايي استفاده شود که با فرکانس طبيعي بافت ها هماهنگ نباشد تا بهترين تاثير را داشته باشد.
با توجه به اين که شتاب يکي از عوامل موثر بر ويبراسيون است و خود تحت تاثير دو مولفه فرکانس و دامنه مي باشد. حال اين سوال در ذهن مطرح مي شود که اگر در شتاب هاي مساوي ولي با دامنه و فرکانس هاي مختلف آيا تغييري درروند استخوان سازي مقاومت مکانيکي استخوان بوجود مي آيد؟ اگر چه بيشتر شواهد نشان مي دهد ويبراسيون با فرکانس بالا و شدت پايين اثرات سودمندي براستحکام استخوان دارد(26, 28, 29). اما در مقابل، پروتکل هاي ديگري نيز در ايجاد انقباض عضلاني بيشتر و در نتيجه استحکام استخوان پيشنهاد داده است (30) انقباض عضلاني بيشتر خود منجر به اعمال بار مکانيکي بيشتر مي شود که محرک استخوان سازي است(16, 31). بنابراين با توجه به محدوديت سيستم ها، در سيستمي که دامنه ثابت، فرکانس هاي متفاوت و فرکانس ثابت، دامنه هاي متفاوت و شتاب هاي متفاوت داشته باشدممکن است اثرات متفاوتي در مقاومت مکانيکي و مورفولوژي استخوان بوجود آيد. در اين مطالعه به بررسي تاثير چهار نوع سيگنال مختلف ويبراسيون بر استحکام مکانيکي استخوان، تراکم يون کلسيم و هيستومورفومتري استخوان در رت اوراکتومي مي پردازد تا بتوان با استفاده از نتايج حاصل از اين پژوهش، راهبردهاي لازم براي کسب استحکام بيشتر در استخوان و حفظ حداکثر توده استخواني در دوره يائسگي و در نتيجه افزايش کيفيت زندگي زنان دردوره ميانسالي و سالمندي را مشخص کرد.
1-3- ضرورت تحقيق
امروزه شيوع پوکي استخوان در جوامع به عنوان يک معضل سلامتي مورد توجه قرار گرفته است. تحقيق منتشر شده در نشريه سازمان بهداشت جهاني مي گويد حدود 40 درصد زنان و 10 درصد مردان در طول زندگي خود با خطر ابتلا به پوکي استخوان مواجهند(1). در زنان بعد از دوره يائسگي ، چگالي مواد معدني استخوان 3 % در سال کاهش مي يابد و در نتيجه 70% از زنان بالاي 80 سال مبتلا به پوکي استخوان هستند(2).

مطالعات جديد در ايران حاکي از افزايش شيوع پوکي استخوان است. جديدترين مطالعه در کشور نشان داد که شيوع پوکي استخوان در يکي از نواحي لگن و يا مهره‌هاي کمري در افراد بالاي 50 سال در زنان 4/5 و در مردان 2/3 درصد و حداقل شيوع ضعف استخوان يا استئوپني در يکي از نواحي لگن و يا مهره‌هاي کمري در زنان 40 و در مردان 2/35 درصد است. استئوپروز در ناحيه گردن استخوان ران در گروه‌هاي سني بالاتر به شدت افزايش مي‌يابد، به طوري که نزديک به يک چهارم افراد بالاي 60 سال به آن مبتلا هستند. استئوپني هم در بيش از نيمي از افراد بالاي 60 سال ديده مي‌شود. اين تحقيق همچنين نشان داد که مشکلات ناشي از پوکي و يا ضعف استخواني در زنان بيش از مردان است تا جايي که حدود دو ميليون زن در معرض خطر شکستگي ناشي از استئوپروز در کشور هستند که نياز به توجه جدي دارند(32) .

پوکي استخوان در دوره ميانسالي و سالمندي با پيامد هاي منفي مثل شکستگي ، معلوليت و به تبع آن تحميل هزينه‌هاي مادي و معنوي حاصل از اين عارضه همراه است. بسياري از شکستگي هاي ساعد سريعا بعد از يائسگي رخ ميدهد. بيماراني که سابقه ي شکستگي ستون فقرات و ساعد دارند، احتمال بروز شکستگي لگن در آنها بيشتر است که معمولا در اواخر عمر رخ ميدهد(33, 34). اين گونه بيماران اغلب دچار معلوليت شده و نيازمند مراقبت و پرستاري در منزل هستند. مدت بقا شخص بعد از شکستگي هاي ناشي از پوکي استخوان کاهش مي يابد. آمارها نشان ميدهد که شکستگي در ناحيه لگن شکستگي منجر به معلوليت يا مرگ مي شود(35). در آمريکا 2 ميليون شکستگي استخوان لگن ناشي از پوکي استخوان در سال 2013 ميلادي گزارش شده است(36) در کشور فنلاند، از لحاظ اقتصادي هزينه ضايعه ي استخواني در سال به 390 ميليون يورو در سال افزايش يافته است(37, 38). دليل اهميت اين بيماري براي نظام سلامت کشورجلوگيري از تحميل بار اقتصادي و اجتماعي قابل توجه اين بيماري بر جوامع سراسر دنيا است، پس پيشگيري از آن بايد به عنوان يک الويت در بالا بردن سطح سلامت جامعه مورد توجه قرار گيرد.
با توجه به افزايش اميد به زندگي و به تبع آن افزايش تعداد افراد سالخورده و در نتيجه شيوع استئوپروز در جامعه (39, 40) و هزينه هاي تکان دهنده مرتبط با پوکي استخوان(41)، شناسايي مداخله هايي براي حفظ حداکثر توده استخواني در دوره يائسگي و افزايش کيفيت زندگي سالمندان بعنوان يکي از اهداف مهم تندرستي عمومي نتيجه مورد نظر است. بنابراين هم براي فرد و هم براي جامعه طراحي استراتژي براي حفظ سلامت جسمي جامعه ي سالمند، بويژه زنان ضروري است.

در سال هاي اخير توجه زيادي به ارتباط بين ويبراسيون کل بدن به عنوان يک مداخله ورزشي و مقاومت مکانيکي استخوان شده است. عليرغم تحقيق هاي متعددي که بر فوائد ويبراسيون در حفظ تراکم استخوان درحيوانات گزارش شده است(28, 29, 42)، اما تمام تحقيقات اين موضوع را تائيد نمي کنند(43, 44)، بنابراين به نظر مي رسد تاثير سيگنال هاي مکانيکي و مقاومت مکانيکي استخوان نياز به تحقيقات بيشتري دارد. همچنين، اثر گذاري ويبراسيون تحت تاثير مولفه هاي فرکانس، دامنه و شدت ويبراسيون است. در تحقيقات از پروتکل هاي ارتعاشي متفاوت درکاربرد فرکانس و دامنه ارتعاش جهت نتايج استفاده شده است و نتيجه گيري قطعي در پروتکل ارتعاشي مناسب براي يک اثر بخشي سودمند نامشخص است. لذا اين تحقيق جزوه معدود تحقيقاتي است که به بررسي تاثير چهار نوع سيگنال با دامنه و فرکانس متفاوت و تاثير اين فاکتور مهم بر مقاومت خمشي استخوان، تراکم يون کلسيم و هيستومورفومتري استخوان را مورد مطالعه قرار ميدهد که اين امر به بهبود درک ما از چگونگي فاکتورهاي مکانيکي براي مهارپوکي استخوان کمک مي نمايد.

سوالات تحقيق
1-آيا ويبراسيون کل بدن بر مقاومت مکانيکي استخوان موثر است؟
2- کدام پروتکل ارتعاشي شامل فرکانس و دامنه مشخص بر مقاومت استخوان اثر بخشي سودمندتري دارد؟
3- آيا بين شاخص هاي مقاومت مکانيکي استخوان، ميزان تراکم يون هاي کلسيم و شاخص هاي هيستومورفومتري استخوان تفاوت وجود دارد؟

1-4- اهداف تحقيق
1-4-1- هدف کلي
هدف از اين تحقيق بررسي تاثير ويبراسيون کل بدن با فرکانس و دامنه ي مختلف بر مقاومت خمشي، تراکم يون کلسيم و هيستومورفومتري استخوان ران و درشت ني در رت اوراکتومي است.

1-4-2- اهداف اختصاصي
1- تعيين تاثير ويبراسيون کل بدن با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر استرس استخوان ران و درشت ني رت اوراکتومي.
2- تاثير ويبراسيون کل بدن با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر سفتي استخوان ران و درشت ني رت اوراکتومي.
3- تعيين تاثير ويبراسيون کل بدن با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر انرژي جذب شده استخوان ران و درشت ني رت اوراکتومي.
4- تعيين تاثير ويبراسيون کل بدن با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر جابجايي استخوان ران و درشت ني رت اوراکتومي.
5- تعيين تاثير ويبراسيون کل بدن با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر تراکم يون کلسيم استخوان درشت ني در رت اوراکتومي
6- تعيين تاثير ويبراسيون کل بدن با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر هيستومورفومتري استخوان ران در رت اوراکتومي.
1-5 – فرضيات تحقيق
1- تاثير ويبراسيون با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر استرس استخوان ران و درشت ني رت اوراکتومي متفاوت است.
2- تاثير ويبراسيون با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر Stiffness ( سفتي) استخوان ران و درشت ني در رت اوراکتومي متفاوت است .
3- تاثير ويبراسيون با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر شاخص انرژي جذب شده مقاومت مکانيکي استخوان ران و درشت ني در رت اوراکتومي متفاوت است.
4- تاثير ويبراسيون با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر جابجايي استخوان ران و درشت ني در رت اوراکتومي متفاوت است.
5- تاثير ويبراسيون با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر تراکم يون کلسيم استخوان درشت ني در رت اوراکتومي متفاوت است .
6- تاثير ويبراسيون با فرکانس و دامنه ي متفاوت بر هيستومورفومتري استخوان ران در رت اوراکتومي متفاوت است.
1-6- قلمرو تحقيق
نژاد رت: ويستار
جنس رت: ماده
دامنه ي سني رت: 14-12 هفتگي
دامنه ي وزني رت ها: 18±220 گرم
دوره روشنايي- تاريکي محل نگهداري حيوانات: 12 ساعته
دماي محل نگهداري حيوانات : 1± 24 درجه ي سانتيگراد
1-7- محدوديت هاي تحقيق
1- عدم دسترسي به رت از ابتداي تولد.
2- عدم استفاده از تکنيک هاي پيشرفته تصويربرداري مانند: Micro-CT، MRI با شدت ميدان بالا بدليل محدوديت دسترسي و هزينه هاي سنگين آن.
1-8- تعريف عملياتي متغير هاي تحقيق
1-8-1- متغير مستقل
ويبراسيون کل بدن: تمرينات ويبراسيون حرکت نوساني اطراف نقطه تعادل. ويبره درماني، نيروي نوساني که توسط دستگاه از طريق صفحه به بدن حيوان منتقل مي شود. ارتعاشات مکانيکي معمولاً سينوسي شکل است که مشخصه هاي مهم آن شامل:
* فرکانس ويبراسيون : ميزان تکرار سيکل نوسان در ثانيه است که واحد آن Hz)) هرتز مي باشد.
* دامنه ي ويبراسيون: حداکثر جابجايي از موقعيت تعادل که واحد آن ميلي متر((mm است.
* شتاب ويبراسيون: حداکثر ميزان تغييرات سرعت در طي يک سيکل نوسان است که تابعي از فرکانس و جابجايي پيک تا پيک دامنه مي باشد و معمولا با مضربي از شتاب جاذبه زمين بيان مي شود بعنوان مثال: شتاب g3.
1-8-2- متغير هاي وابسته
براي اندازه گيري مقاومت خمشي استخوان از دستگاه Zwick material- mashine Z 2.5 ساخت کشور آلمان استفاده شد که طي آن نمونه ها تحت تست خمش سه نقطه قرار گرفتند. همزمان با انجام تست، منحني نيرو – جابجايي ترسيم ميشود و مقادير شاخص هاي استرس، Stiffness ( سفتي)، انرژي جذب شده و جابجايي ثبت شد.

براي اندازه گيري ميزان تراکم يون هاي کلسيم از دستگاه اسپکتروفتومتري يا طيف سنجي نوري SHINADZU- Atomic absorption/Flame Emission Spectrophoto Meter AA-670 استفاده شد.

براي اندازه گيري هيستومورفومتري استخوان، از استخوان ران به روش متداول لام تهيه و رنگ آميزي شد سپس، با استفاده از نرم افزار Imag-J مساحت استخوان متراکم، مساحت ترابکولاهاي استخوان اسفنجي مورد اندازه گيري قرار گرفت.

کليات پژوهشي

مقدمه
در اين فصل به مباني نظري اساس ارتعاشات مکانيکي و ويبراسيون کل بدن، مقاومت مکانيکي استخوان، خواص مکانيکي استخوان، مکانيسم پاسخ بافت نسبت به بارگذاري، خواص تطابقي استخوان در برابر محرک مي پردازيم. سپس در مورد ساختمان ماکروسکوپي و ميکروسکوپي استخوان، ترکيب استخوان، استخوان سازي و استخوان از لحاظ تکاملي را بيان کرده و در بخش بعدي به ادبيات پيشينه خواص تطابقي استخوان در برابر محرک مکانيکي و ادبيات پيشينه تاثير تحريکات مکانيکي بر پوکي استخوان را مرور مي کنيم.

2-1- اساس ارتعاشات مکانيکي
ارتعاش يک محرک مکانيکي است که توسط يک حرکت نوساني شناخته مي شود. بعبارتي ارتعاش يک حرکت نوساني حول نقطه تعادل است. حركت ارتعاشي را مي‌توان به دو صورت تناوبي و غير تناوبي توصيف نمود. در حالت تناوبي، بعد از زمان T ثانيه، حرکت تکرار مي شود ولي در نوع غيرتناوبي حرکت در زمان مشخص T ثانيه تکرار نميشود. تعداد دورهايي که در هر ثانيه اتفاق مي افتد، فرکانس (ƒ) ناميده شده و بر حسب دور بر ثانيه يا هرتز بيان مي شود. جابجايي هر ذره در حركت تناوبي را همواره مي توان بر حسب سينوس وكسينوس بيان كرد . اصطلاح هماهنگ وهارمونيك به عبارت هايي اطلاق مي شود كه شامل اين توابع هستند، حركت تناوبي را اغلب هماهنگ نيز ميگويند.

حرکت ارتعاشي سه مشخصه‏هاي مهم دارد که عبارتند از: 1- دامنه، که معياري از شدت ارتعاش است و مي توان از طريق سه پارامتر جابجايي ، سرعت وشتاب بيان کرد 2- فرکانس، که معياري از نرخ حرکت در واحد زمان است. پريود زماني حرکت (T) بازه زماني است که سيستم، سيکل ارتعاشي خود راتکرار مي کند. فرکانس ارتعاشات در واقع عکس پريود زماني است و واحد ان هرتز است (شکل 2-1). 3- فاز، که توالي حرکت را نسبت به يک مرجع مشخص مي‏سنجد و واحد آن درجه است. پس در يک موج سينوسي، دامنه، شدت موج سينوسي را تعيين مي کند و فرکانس نيز نشان دهنده تعداد دفعات تکرار موج سينوسي در واحد زمان است.

شکل2- 1- موج سينوسي که در حرکات ارتعاشي صورت مي گيرد . (T) بازه زماني است که سيستم، سيکل ارتعاشي خود راتکرار مي کند. فرکانس ارتعاشات عکس پريود زماني است.

مطابق شکل 2-2 دامنه هر موج سينوسي را به سه شکل مي توان تعيين کرد:
1-مقدار 0-peak (صفر تا پيک)
2- مقدار Peak to Peak
3-مقدار RMS

شکل2- 2- تعيين شماتيک دامنه ارتعاشات.1-صفر تا پيک 2- پيک تا پيک 3 -مقدار RMS

دامنه و فرکانس از مشخصه‏هاي مهم حرکت ارتعاشي است. دامنه ارتعاشات را مي توان از طريق سه پارامتر جابجايي ، سرعت وشتاب بيان کرد(27). با استفاده از معادله 1حرکت ارتعاشي، مي توان جابجايي را بدست آورد.
d=D×sin?nt
معادله 1- معادله جابجايي در حرکات ارتعاشي.
که در آن d ميزان جابجايي و D دامنه جابجايي صفر تا پيک است. بين جابجايي، سرعت و شتاب ارتباط وجود دارد. سرعت لحظه اي مشتق معادله جابجايي است بنابراين، براي بدست آوردن معادله سرعت لحظه اي متحرک در حرکت نوساني ساده، کافي است از معادله حرکت مشتق بگيريم، شتاب لحظه اي نيز، مشتق معادله سرعت است.
فرمول 2، براي بيان حداکثر شتاب در يک موج سينوسي ارتعاشات استفاده ميشود. در اين فرمول، A بيانگر دامنه ارتعاش، يعني نيمي از دامنه پيک تا پيک است. ? فرکانس زاويه اي است که مساوي 2 مي باشد(27). در طول تمرينات ويبراسيون، حداکثر شتاب ( pea k ) در نوسان سينوسي عبارتست از :
? peak = ?2 × A
معادلة 2- معادله حداکثر شتاب در ارتعاشات مکانيکي.
2-2- ارتعاشات کل بدن
دستگاه‏هاي (Whole Body Vibration; WBV) انرژي مکانيکي را از صفحه ارتعاش به يک تشديد کننده مانند بدن حيوان، انسان و يا بخش هايي از آن منتقل مي شود ودر اکثر دستگاه هاي ارتعاش، اين نوسانات شکل سينوسي دارند. دو نوع مختلف از انتقال انرژي توسط دستگاه به بدن فرد صورت ميگيرد ارتعاشات ممکن است به صورت عمودي يا همزمان7 و جابجايي طرفي يا تيلت جانبي8 باشد. همانطور که در شکل 2-3 ديده مي شود در نوع عمودي ارتعاش، انتقال انرژي به طور همزمان بردو پا وارد شده و در آن نوسان يکپارچ? کل صفحه به سمت بالا و پايين صورت مي‏گيرد در حالي که در نوع جابجايي طرفي، جابه‏جايي عمودي به‏صورت متناوب، حول چپ و راست يک محور صورت ميگيرد که بدليل ايجاد حرکات چرخشي در اطراف مفصل لگن، باعث کاهش انتقال ارتعاشات به تنه مي شود (18). نوع سوم دستگاه نيز طراحي شده که در آن حرکات به‏صورت تصادفي در جهات افقي و عمودي صورت مي گيرد(30). اين دستگاه‏ها از لحاظ چگونگي انتقال انرژي نيز به سه نوع تقسيم مي‏شوند. بعضي از انواع دستگاه هاي WBV که نسبت به انواع ديگر بيشتر در دسترس هستند، بر پاي? سيستم قابليت فنري (mass spring) عمل مي‏کنند مانند Power plate . برخي از طريق انتقال مکانيکي مستقيم عمل مي‏کنند مانند دستگاه‏هاي Galileo و گروه سوم براساس انتقال الکترومغناطيس کار مي‏کنند (27).

شکل 2 -3- شکل شماتيک انتقال انرژي توسط دستگاه هاي ويبراسيون. اقتباس از:(27)
2-3- نيروهاي وارد بر استخوان
نيروها ميتوانند به صورت کششي9، فشاري10، برشي11 و بارگذاري مرکب شامل: خمشي12 يا پيچشي13 بر استخوان اعمال گردند(شکل2-10). رفتار استخوان در برابر هر يک از نيروهاي فوق متفاوت خواهد بود: رفتار استرين14، دو نيروي مساوي و مختلف الجهت، استخوان را از دو انتها تحت کشش قرار مي دهند. اگر دو نيروي مساوي و مختلف الجهت به دو انتهاي استخوان اعمال گردد باعث فشردگي آن مي شود که استرس15 گويند. درنيروي برشي، نيروها موازي با سطح استخوان اعمال مي گردد و در جهت زوايه اي تغيير شکل داخلي بوجود مي آورد. نيروهاي پيچشي باعث ايجاد نيروي برشي در سراسر استخوان شده که مقدار آن با دور شدن از محور چرخش افزايش مي يابد. خمش در اثر نيروهايي که باعث پيچش استخوان حول محور آناتوميکي شوند ايجاد مي گردد. اين امر سبب فشردگي استخوان در يک سطح و کشش يا کشيدگي آن در سطح مقابل مي شود. از آنجاييکه سطح مقطع استخوان اکثرا مثلثي شکل است، مقادير نيروي فشاري و کششي الزاماً يک اندازه نمي باشند.

شکل 2- 4- نيروهاي وارد بر استخوان . A: فشاري. B:کششي. C: برشي. D: پيچشي E: خمشي. اقتباس از:(45)

رفتار آنيزوتروپيک16 استخوان از ديگر رفتارهاي استخوان مي باشد. آنيزوتروپي بمعني توزيع اتفاقي داشتن است و عکس ايزوتروپيک مي باشد. خاصيت



قیمت: تومان


پاسخ دهید