Биомеханика және протездер туралы биология мақаласы

Биомеханика және протездер – жасанды ағзалар және олардың адам денесіндегі қозғалысы.

Биомеханика — бұл биофизиканың (теориялық және қолданбалы механиканың) саласы, ол биологиялық жүйелердің құрылымы мен функцияларын және олардың қоршаған ортамен өзара әрекетін зерттейді. Алғашында биомеханика термині адам мен жануарлардың қозғалыстарын зерттеуге қолданылды. Алайда, XX ғасырдың ортасында биомеханика зерттеулерінің шекаралары кеңейіп, төмендегідей жаңа салалар қосылды:

Ішкі ағзалар мен биологиялық сұйықтықтардың биомеханикасы;

Имплантаттардың материалдық қасиеттерінің негізгі интегралды сипаттамалары және оларға қойылатын талаптар;

Жасанды ағзалардың биомеханикасы;

Медициналық құралдар мен бұйымдардың биомеханикасы (мысалы, электрокардиостимуляторлар) және т.б. медициналық материалтану саласы бойынша наноөлшемді объектілерге дейін зерттеулер.

Протездер — бұл жоғалған немесе зақымдалған ағзаларды алмастыратын жасанды құрылғылар. Биомеханика мен протездер саласы бір-бірімен тығыз байланысты, өйткені протездер адам денесінің қалыпты қозғалыстарын мүмкіндігінше қалпына келтіруге арналған. Протездер биомеханикалық принциптерге негізделіп, адам денесінің түрлі бөліктерінің (аяқ, қол, буындар) функционалдығы мен қозғалыс биомеханикасын имитациялауға тырысады. Бұл құрылғылар қазіргі кезде өте жоғары деңгейде жасалуда, себебі олар тек сыртқы түрін ғана емес, адамның физиологиялық қимылдарын да мүмкіндігінше дәл орындауға ұмтылады.

Протездердің биомеханикасы келесі аспектілерді қамтиды:

Қозғалыс мүмкіндіктері: Протездің сыртқы құрылымы дененің табиғи қозғалыс ауқымына сәйкес болуы керек. Мысалы, аяғындағы протез адамның жүріп тұру, жүгіру немесе баспалдақтан көтерілу сияқты әрекеттерін мүмкін етуі тиіс.

Күштер мен жүктемелер: Протездің материалдары адамның денесіне түскен жүктемелерді тиімді қолдауы керек. Биомеханика тұрғысынан бұл өте маңызды, өйткені дұрыс жобаланбаған протез адамның денесіне қосымша жүктеме түсіруі мүмкін.

Қозғалыс және бақылау жүйелері: Заманауи протездер нейробиологиялық жүйемен байланыса алады. Олар адам миының немесе бұлшық еттердің сигналдарын қабылдай отырып, қолмен немесе аяқпен басқарылатын қозғалыстарды қайталайды.

Қазіргі таңда ақылды протездер мен нейроқосылған жүйелер дамып келеді, олар тек механикалық емес, сонымен қатар биологиялық сигналдармен өзара әрекет етеді. Бұл протездер адамның ойы мен қалауын түсініп, қозғалысты өздігінен басқара алады. Биомеханика және протездер өзара тығыз байланысты екі сала, олардың жетістіктері мүгедек жандардың өмір сапасын айтарлықтай жақсартуға мүмкіндік береді.