随着竞技体育动作难度和运动强度的不断增大,在训练和比赛中随之出现的运动损伤已越来越频繁。其中,跖骨的运动损伤较为常见,调查显示呈上升趋势。快速跑、急转、跳跃等运动中常见的动作,如果不符合生物力学原理,致“足-鞋”、“鞋-地”界面发生变化,极易造成足部损伤。运动鞋作为预防和保护足部关节及组织免受意外伤害的重要运动装备,已成为运动鞋制造商及运动生物力学研究者特别关注的动向。本研究比较分析了在两款不同功能运动鞋的条件下,两种落地方式的生物力学特性,并深入探讨了不同内翻角度与足底压力分布状况之间的关联。通过对足底局部峰值压强、最大地面反作用力和压力-时间积分值等关键数据的测量分析,为理论建模提供力学依据,为改进运动装备提供数据素材,为人们从事体育运动提供安全保护建议。研究采用Pedar-X足底压力测试系统和Novel emed压力分布测量平板,通过人体正常起跳落地和正常起跳内翻落地的实验测量,将测量数据转化为人体足前掌动力学数据,再经计算获得跖骨在运动中的力值变化。取不同内翻角度(5°~15°)落地为支持条件,并在跖屈状态下(足跟离地约5cm),加载三种垂直载荷(100N、150N、200N)于压力分布测量平板,足前掌压力变化过程表现为:随着足内翻角度的增加,跖骨峰值应力位置从第一跖骨转移到第五跖骨。当足处于内翻状态时,跖骨应力分布状态大幅度改变,外侧跖骨开始起主要支撑作用。通过计算与分析,足前掌内翻落地时跖骨区所受应力的分布较正常状态下有明显变化,第四、五跖骨区的应力值显著增大。随着内翻角度和外力载荷变化,第五跖骨区的峰值压强发生相应变化:足内翻角度增大,接触面积减小,峰值压强增大,反之亦然。研究结果表明:穿着运动鞋可有效降低地面对足部的反作用力,不同功能设计的运动鞋足前掌压力变化显著。足前掌内翻落地时,第5跖骨起主要支撑作用,内翻角度和载荷变化差异直接干预跖骨压力分布,是导致足跖骨损伤的重要影响因子。