Биомеханика на ставите
Връзката между костите в човешкото тяло се осъществява по два начина – подвижно и неподвижно. Неподвижното свързване не позволява движение между костите и се намира на места, където разстояните мужду свързващите се кости не трябва да се променя или тази промяна трябва да бъде минимална. Основна биомеханична задача на този тип свързване е пасивно противодействие на външните или вътрешни сили, въздействащи върху опорно-двигателния апарат.
Подвижното свързване се осъществява чрез стави. Структурите на ставите създават условия за движение между костите при приложение на сили върху тях. Тези сили могат да бъдат вътрешни (породени от собственото мускулното съкращение) или външни.
Основните структури на ставата са ставните повърхности, ставният хрущял, ставната капсула и ставните връзки. Всяка от тях има свои биомеханични качества.
Определящо за движението в ставата е формата на ставните повърхности. Те могат да се оприличат на части от геометрични тела – сфера, елипса, цилиндър. Едната ставна повърхност е изпъкнала, а другата вдлъбната. Съответствието между ставните повърхности се нарича конгруентост.
Ставният хрущял покрива ставните повърхности и от биомеханична гледна точка представлява вискоеластична структура, която поема голяма част от силите на натиск, възникващи между ставните повърхности. Това се дължи от една страна на структурните особености на междуклетъчното вещество на хиалинният хрущял, какъвто в повечето случаи е ставният хрущял, а от друга на способността му да приема част от ставната течност във вътрешността си. Ставният хрущял не само поема силите на натиск, но и благодарение на структурните особености на междуклетъчното вещество спомага за равномерното им разпределение.
Равномерно разпределение на натиска при наличие на ставен хрущял и неравномерно разпределение при липсата му.
Друга важна особеност на ставния хрущял е изключително гладката му повърхност, която намалява силите на триене при движението в ставите. Хлъзгането между два ставни хрущяла е съпоставимо с хлъзгането на ледено блокче върху ледена повърхност.
Ставната капсула се залавя по ръбовете на ставните повърхности и също има биомеханични свойства, които могат да бъдат разгледани в две насоки.
Първата се дължи на външния слой на ставната капсула, изграден от снопове груби колагенни влакна. Известна е изключителната здравина на колагена при противопоставянето му на сили на опън. При движението в ставите възникват сили, които се стремят да отдалечат ставните повърхности една от друг. Именно външният слой на ставаната капсула (наречен влакнест, заради колагенните влакна, които го изграждат) е една от структурите, която се противопоставя на тези сили и запазва интегритета на ставата.
Втората насока е свързана с функцията на вътрешния слой на ставната капсула – синовиалният. Той отделя в ставата синовиална течност. В състава й има вещества, на които се дължи способността да намалява силите на триене между ставните хрущяли, покриващи ставните повърхности. Освен това ставната течност образува между ставните повърхонсти фин слой, който също поема част от силите на натиск, възникващи при движение.
Ставните връзки (лигаменти) са структури, които също са изградени от колагенни влакна и се прехвърлят между костите, формиращи ставата. Те осигуряват стабилността на ставата, като се противопоставят на силите предизвикващи нефизиологични движения в ставата. Тъй като това противодействие се осъществява чрез пасивната механична здравина на връзките, то се обозначава с термина „пасивна стабилизация на ставата”.
От особена важност за биомеханиката на ставите е да бъдат класифицирани движенията, които се извършват в тях.
