110年:物治基礎(2)

在極小應變情況下,當對關節軟骨施予純剪力時,主要是關節軟骨的何種部分抵抗剪力?

A膠原或膠原-蛋白多醣的交互作用
B水滲透壓
C組織液流動和其所產生的流動摩擦阻力
D軟骨細胞

詳細解析

本題觀念:

本題考查的是關節軟骨的生物力學特性(Biomechanics of Articular Cartilage),特別是基於**雙相理論(Biphasic Theory)**下,軟骨對於不同受力型態(壓力 vs. 剪力)的反應機制。

關節軟骨被視為一種多孔黏彈性材料(Porous Viscoelastic Material),由兩相組成:

  1. 固相(Solid Phase):由膠原蛋白(Collagen)、蛋白多醣(Proteoglycan)和軟骨細胞組成的多孔基質。
  2. 液相(Fluid Phase):填充在孔隙中的組織間液(水和溶解的離子)。

選項分析

  • A. 膠原或膠原-蛋白多醣的交互作用(Collagen or Collagen-Proteoglycan interaction)正確
    • 機制:當軟骨受到**純剪力(Pure Shear)作用時,且在極小應變(Small Strain)**下,軟骨的體積幾乎不發生改變(Isovolumetric, ΔV0\Delta V \approx 0)。
    • 原因:因為體積無變化,軟骨內部不會產生顯著的流體壓力梯度,因此液體不會流動。這意味著液相無法提供阻力。
    • 結論:此時

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