2. Bindegewebe, Knochen und Gelenke

Kapitel 2 beschreibt die biomechanischen Konstruktionsprinzipien der Knochen und Gelenke. Dazu wird der Knochen- und Gelenkaufbau betrachtet, die Struktur und Funktion des Knochengewebes aufgezeigt und mit technischen Elementen der Mechanik verglichen. Aus dem mikroskopischen Knochenaufbau werden technische Ersatzstrukturen abgeleitet. Zellformationen des Knochens werden aufgezeigt. Der piezoelektrische Effekt des Calziumphosphateinbaus in eine dreisträngige Helixstruktur des Kollagens wird erläutert. Die Skelettentwicklung und Auswirkungen von exzentrischen Belastungen auf Knochen werden beschrieben. Hierbei spielt der physikalische Vorgang der Druckbelastung eine wesentliche Rolle. Es wird auf die Mineralisation und den Calziumstoffwechsel eingegangen und die Begriffe häufiger Knochenerkrankungen wie Osteoporose, Osteosklerose sowie Osteomalazie werden betrachtet. Wichtige Funktionsstörungen der Gelenkmechanik wie chronische Polyarthritis und Arthrosis deformans werden erläutert. Zwei wichtige Grundgesetze der Biomechanik der Gewebe werden dargestellt.