生物实验技术

关键词： 运动型 假肢


几千年来，假肢装置一直没有什么改变，直到当被截肢的运动员们加入了设计假肢的队伍中来的时候，一切就彻底的变了。



奥斯卡·皮斯托瑞斯

奥斯卡·皮斯托瑞斯，是一位不平凡的南非残疾人。他失去了双腿，却有着惊人的奔跑速度。他是残奥会世界短跑纪录的保持者。当年，他400米的成绩是45.07s，这足以使他在奥运会上取得第五。但是，运动型假肢产生的效果遭受争议。通过对“刀锋跑者”奔跑录像的细致研究，专家认为皮斯托瑞斯因为假肢装置受益良多，这也许是他成绩惊人的主要原因。 于是许多人对他的参赛提出否认。不过，也有支持者认为奥斯卡主要靠的是精神，而不是假肢的高科技，使自己达到飞人的高度，他依旧是有资格的。最终，他被选入了2012伦敦奥运南非接力赛的名单，成了奥运会历史上第一位双腿截肢的运动员。

皮斯托瑞斯所用的假肢装置正是“飞毛腿”。这款价值1.5万英镑的假肢产品，由冰岛一家知名残障人器械公司“奥索”(ossur)研制。它由50~80层碳纤维构成，大约有8镑重。为了更适于跑步，“脚跟”还添了一条耐克跑鞋的鞋底。

它是由一位被截肢的生物医药学工程师，范·菲利普，设计而成。他于1976年发生事故被截肢。菲利普发现原先的假肢无法进行跑跳，便着手开始设计，并于1984年完成了“飞毛腿”的设计。

在研究过程中，菲利普发现，碳纤维不仅又轻又坚韧，而且最重要的是，碳纤维是各向异性的，这使得碳纤维极富弹性，可以根据水平、竖直方向上的受力不同而改变。这就使得用碳纤维做成的假肢足以返回运动员所需要的能量。




J-型设计很关键。在显微镜中，碳纤维呈J型排列。这也就是说，在J型的顶端，“飞毛腿”之所以如此坚硬，是因为运动员所施加的、向下的力，正好顺着碳纤维的纹理。而在J型的曲线上，这样的力又正好垂直于纤维的纹路。随着远动员迈步时对地用力的变化，曲线也随之弯曲。而当运动员步子离开逐渐地面时，之前给予曲线的能量会通过J型坚硬的顶端释放给自己的身体。