109年:物治基礎(1)

承受張應力時,下列何種組織的彈性模量在拉長變形 50% 以前尚未有明顯增加,但超過 50% 時則會急遽增加?

A關節軟骨
B黃韌帶
C肌腱
D周邊神經

詳細解析

本題觀念:

本題考查各種結締組織在承受張應力(tensile stress)時的應力-應變(stress-strain)曲線特性,尤其是**彈性模量(elastic modulus / Young's modulus)**在大幅拉長時的行為。核心在於理解黃韌帶(ligamentum flavum)獨特的彈性纖維組成,使其具有與一般韌帶或肌腱截然不同的應力-應變曲線。

選項分析

(A) 關節軟骨 關節軟骨(articular cartilage)的力學特性屬於黏彈性材料,主要承受壓應力(compressive stress),對張應力的反應相對較小。其抵抗張力的能力來自膠原蛋白(collagen)網絡,延伸率(elongation)有限,不具備在低延伸率時「平台期」後急劇增加的特性。不符合題意。

(B) 黃韌帶 黃韌帶(ligamentum flavum)是人體中含彈性纖維(elastin fiber)比例最高的韌帶,約含 70-80% 彈性蛋白(elastin)和 20-30% 膠原蛋白(collagen)。彈性蛋白纖維可在低應力下大幅延伸而不增加剛性,造成應力-應變曲線在低應變區具有長而平坦的「趾部(toe region)」。當延伸量超過 50% 以後,膠原蛋白纖維開始展開並被拉伸,剛性(彈性模量)急遽增加,形成典型的 J 型

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