Sekundárně přestavěná (haverská) kost, tvořící stěnu diafýzy kostí člověka, představuje výrazně anizotropní materiál, který má v různých směrech odlišnou pevnost. Jedním z faktorů, které ovlivňují mechanické vlastnosti (zejména pevnost) kosti, je architektonika kompakty. Osteony haverské kosti jsou orientovány do směru dominantního prvního hlavního napětí a vytvářejí dva antirotační šroubovicove systémy v protilehlých stěnách diafýzy. Cílem práce bylo zjistit, jaká je závislost pevnosti kosti v tahu na orientaci osteonů, a prověřit, zda platí předpoklad, že architektonika haverské kosti závisí na směrech prvního hlavního napětí a při jakém poměru momentů pevnosti odpovídá směr prvního hlavního napětí reálné orientaci osteonů. Výsledky zkoušek pevnosti v tahu u vlhkých vzorků z 10 femurů a pevnosti celé diafýzy u 9 párů femuru (pitevní materiál) potvrdily předpoklad, že osteony jsou uspořádány do směrů dominantního prvního hlavního napětí, které závisejí na poměru ohybového a torzního momentUa Pevnost diafýzy femuru je největší při fyziologickém způsobu zatěžování, tj. při ohybu mediálně a při zevní rotaci. Rozhodujícím pohybem, na kterém závisí pevnost kostí, je torze. Při nefyziologlckém způsobu zatěžování diafýzy femuru (opačným ohybovým momentem či opačným torzním momentem při mediálním ohybu) je pevnost kosti výrazně menší. Architektonika haverské kosti má z biomechanického hlediska optimální, účelovou strukturu.

A secondarilly remodelled bone (the haversian bone) forming a wall of human shaft represents a significantly anisotropic material, which has different strengths in different directions. One of the factors influencing mechanical properties (strength in particular) of the bone is the architectonics of the compact bone. Osteons of the haversian bone are arranged in the direction of the dominant first principal stress and create two antirotational spiral systems in the opposite walls of the shaft. The aim of the work was to found out how the bone tensile strength depends on the orientation of osteons and check whether the premise applies that the architectonics of the haversian bone depends on the directions of the first principal stress and in what relation Of Strength moments the direction of the first principal stress corresponds to the actual orientation of osteons. The results of the tensile strength tests in wet samples from 10 femurs and the strength of the whole shaft in 9 pairs of femurs (cadaver material) have confirmed the premise that osteons are arranged in the directions of the dominant first principal stress and depend on the relation between bending and torsion moments. The strength of the femoral shaft is maximal in the physiological way of loading, i.e. in medial bending and outer rotation.The decisive motion on which the strength of the bone depends is torsion. In non-physiological loading the femoral shaft (by an opposite bending moment or opposite torsion moment in medial bending) the Strength of the bone is significantly lower. From the biomechanical viewpoint the architecture of the haversian bone has an optimal and efficient structure.

UK LF Anatomický ústav Plzeň

Dependence of mechanical strength on the architecture of the compact bone of human shaft

Závislost mechanické pevnosti na architektonice kompaktní kosti diafýzy u člověka = Dependence of mechanical strength on the architecture of the compact bone of human shaft /

Lit: 16

Souhrn: eng