Аннотация:
Биомеханика — это наука о состоянии биоконструкций с точки зрения законов механики. Для исследования биоконструкций применяется системный анализ, в котором описывается конструкция и её составные части, определяются свойства тканей конструкции, внешние и внутренние воздействия на конструкцию. В результате формулируется задача биомеханики. При этом либо решается система уравнений с граничными и начальными условиями, либо подбираются модельные задачи.
Истоками биомеханики были работы Гиппократа (460 – 377 до н.э.), Аристотеля (384–322 до н.э.), Галена (129 – 216), Леонардо да Винчи (1452– 1519), Джованни Борелли (1608–1679) и др. учёных.
В 1724 году Пётр 1 пригласил иностранных учёных для развития российской науки. Среди учёных были братья Бернулли – Даниил (1700-1782) и Николай (1695– 1726). Даниил, защитивший диссертацию по физиологии дыхания, занял кафедру физиологии, а Николай – математики.
В своих первых работах в Петербургской Академии наук Д. Бернулли одним из первых изучал движения мышц, указав на зависимость высоты сокращения мыщцы от длины мышечных волокон. В монографии «Гидродинамика или записки о силах и движениях жидкостей» (1738) он показал возможность изучения кровообращения и предложил способ измерения давления крови в сосудах.
Позднее при изучении взаимосвязи между скоростью, с которой течёт кровь, и ее давлением к Даниилу присоединился Леонарл Эйлер (1707–1783). Отметим, что Эйлер впервые сформулировал задачу о движении крови по сосудам с учётом изменения свойств стенок сосудов.
В своих исследованиях Бернулли и Эйлер показали возможные применения математики к решению биомеханических задач.
Нередко биомеханики применяют уже готовые механические модели. Так Эйлер решал задачу о критической нагрузке при сжатии стержня. Габриель Ламе (1795–1870) в Петербурге получил аналитическое решение задачи о действии внешнего и внутреннего давлений на сферу или цилиндр. В 20 веке эти задачи были применены для объяснения искривления костей у детей при рахите, а задачу Ламе для определения напряжённого состояния и разрушения биоконструкций в виде сферы и цилиндра.
Новый этап в развитии биомеханики начался во второй половине 19 века, когда были составлены системы уравнений для упругих систем, а также сформулирован закон роста биоконструкций по линиям главных напряжений– закон Мейера- Вольфа. П.Ф. Лесгафт (1837–1909) одним из первых в России вместе с коллегами из Института путей сообщений провёл эксперименты по определению механических характеристик костей и конструкций.
Г.В. Колосов в Дерпте объяснил строение кости трабекул при изгибе.
*) Вход указан в рассылке. Просим Вас при входе в Zoom указывать своё имя и фамилию.
