生物力學

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生物力學是研究生物系統機械方面的結構，功能和運動，包括從整個生物體到器官， 細胞和細胞器的任何水平，使用物理學上力學的研究方法。

目錄

來源

「生物力學」（1899年）和相關的「生物力學技術」（1856年），來自古希臘 βίοςBIOS「生命」和μηχανική，mēchanikē「力學」，指的生物體的機械和熱力學原理的研究，特別是其運動和結構。

分支

生物流體力學，是研究生物有機體內或周圍的氣體和液體流體。經常研究的對象是液體，包括人類心血管系統中的血流。在某些數理條件下， 血流可以通過Navier-Stokes方程建模。 有人認為體內 全部血液可以被假設是不可壓縮的牛頓流體 。然而，當考慮小動脈內的前向流動時，該假設不成立。在微觀尺度上，個體紅細胞的影響變得顯着，並且全血不能再被建模為連續體。當血管的直徑略大於紅細胞的直徑時，發生Fahraeus-Lindquist效應並且壁剪切力降低。然而，隨着血管直徑的進一步減小，紅細胞必須擠過血管並且通常只能通過單個。在這種情況下，發生反Fahraeus-Lindquist效應並且血管壁剪切應力增加。

氣體生物流體問題的一個例子是人類呼吸。最近，已經研究了昆蟲中的呼吸系統用於生物吸入以設計改進的微流體裝置。

生物摩擦學

接觸力學和摩擦學的主要方面與摩擦 ， 磨損和潤滑有關 。當兩個表面在運動期間接觸，即相互摩擦時，摩擦，磨損和潤滑效果對於分析非常重要，以便確定材料的性能。生物摩擦學是一項研究生物系統的摩擦，磨損和潤滑，尤其是人體關節，如臀部和膝蓋。 例如，膝關節植入物的股骨和脛骨組件在日常活動（例如步行或爬樓梯）期間經常互相摩擦。如果需要分析脛骨組件的性能，則使用生物摩擦學原理來確定植入物的磨損性能和滑液的潤滑效果。此外， 本分支所研究的接觸力學理論對於生物材料磨損分析也非常重要。生物摩擦學的其他方面還可以分析包括在運動期間接觸的兩個表面引起的表面下損傷，即相互摩擦損傷，例如在組織工程中軟骨磨損的評估中。

比較生物力學

比較生物力學是生物力學在部分非人類生物體中的應用，無論是用於獲得對人類的更深入的見解（如在物理人類學中 ），還是用於生物體本身的功能、生態分布和適應性。常見的調查領域是動物運動和餵食 ，因為它們與生物體的適應性有很強的聯繫，並且具有很高的機械要求。動物運動，有許多表現形式，包括跑步 ， 跳躍和飛行。運動需要能量來克服摩擦，阻力， 慣性和重力 ，其主要因素因環境而異。

比較生物力學與許多其他領域強烈重疊，包括生態學，神經生物學，發育生物學，行為學和古生物學。比較生物力學通常應用於醫學（關於常見模式生物，例如小鼠和大鼠）和仿生學 ，其尋求解決工程問題的性質。

視頻

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