113年:物治基礎(2)

關節軟骨在單軸向壓縮實驗中,承受持續且固定的壓應力時,會發生的潛變現象(creep),主要是由於那種原因所造成?

A膠原-蛋白多醣固體基質的黏彈特性
B軟骨中離子與固定電荷密度引起的膨脹壓力
C組織液向外流出
D軟骨細胞的變形

詳細解析

本題觀念:

本題主要測驗 關節軟骨的生物力學特性(Biomechanics of Articular Cartilage),特別是其 黏彈性(Viscoelasticity) 中的 潛變(Creep) 現象。

根據 雙相理論(Biphasic Theory)(由 Mow 等人提出),關節軟骨被視為由兩相組成的混合物:

  1. 固相(Solid phase):由膠原蛋白(collagen)和蛋白多醣(proteoglycan)組成的多孔通透基質(porous-permeable solid matrix)。
  2. 液相(Fluid phase):填充在孔隙中的組織間液(interstitial fluid,主要是水和溶解的離子)。

軟骨的黏彈性行為(如潛變與應力鬆弛)主要是由這兩相之間的交互作用,特別是 液體的流動(Fluid flow) 所主導。

選項分析

  • A. 膠原-蛋白多醣固體基質的黏彈特性
    • 分析:雖然固體基質本身確實具有「內在黏彈性(intrinsic viscoelasticity)」(即 flow-independent mechanism),但在壓縮測試的潛變現象中,主要的阻力來自於液體流經多孔基質時產生的摩擦阻力(frictional drag)

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