Мое меню

Физические свойства кости

Кость является достаточно прочным материалом. Ее прочность намного превышает нагрузки, испытываемые при тяжелой физической работе. Например, короткий сегмент большеберцовой кости способен выдержать вес легкового автомобиля, а стандартный 4.5-мм винт, закрепленный в одной корковой пластинке, способен выдержать нагрузку в 2500 Н (вес трех человек).

Прочность кости относится к прочности стали как 1/10. Она обеспечивается главным образом входящим в ее состав минеральным компонентом. Эластический компонент кости (напр. коллагеновые волокна) в целом является более слабым. К примеру, прочность большой берцовой кости на растяжение примерно на 20% меньше, чем ее прочность по отношению к сжатию. В лучевой кости прочность на растяжение наоборот выше на 20%. Прочность губчатой костной ткани очень вариабельна и обычно меньше 1/10 прочности кортикальной кости (Yamada and Evans, 1970). Давление на кость при использовании так называемых ригидных имплантатов удерживается благодаря способности кости к эластической деформации. Сравнительно небольшое уменьшение давления (около 10-20%) объясняется постепенной деформацией вследствие нагрузки (сползание, "стрессовая релаксация"). Этот феномен ранее связывали с "вязкой эластичностью" кости. Основное свойство кости - это ее хрупкость: кость ведет себя больше как стекло, нежели как резина. При деформации кости (удлинении) всего лишь примерно на 2% от первоначальной длины, происходит ее перелом.

При использовании трупного материала для исследования механических свойств кости неизбежно возникают ошибки. Это связано с тем, что живая кость обладает иными характеристиками и неодинаково реагирует на нагрузки различной интенсивности. При постепенном увеличении механической нагрузки на кость, можно выделить 3 варианта ответной реакции костной ткани:

1)при нагрузках невысокой интенсивности наблюдается структурная перестройка костной ткани, увеличивается ее прочность;

2)дальнейшее увеличение нагрузки приводит к обратной реакции: в месте приложения силы наблюдается остеопороз, т.е. компенсаторных возможностей костной ткани в данном случае оказывается недостаточно (следует отметить, что и при очень низких нагрузках на кость наблюдается остеопороз, это важно учитывать для понимания четвертого принципа остеосинтеза);

3)значительное превышение предельно допустимой нагрузки приводит к перелому кости. При переломе, за считанные доли секунды, возникают структурные нарушения, и вместе с этим утрачивается ригидность кости. Форма перелома главным образом зависит от характера и силы травмирующего агента. При спиралевидных переломах наблюдается торсия, при поперечных - отрывы, при коротких косых переломах - искривление, при наличии осевой нагрузки (особенно в метафизах) происходит вклинивание (после восстановления нормальной анатомической длины, при таких переломах отсутствует контакт между фрагментами). Степень фрагментации зависит от первоначально приложенной силы травмирующего агента; так, клиновидные и многооскольчатые переломы связаны с большой силой агента. В этом контексте, степень нагрузки играет не последнюю роль.

Особым феноменом является "внутренний взрыв", который происходит непосредственно вслед за разрывом. По сообщениям Moore и соавторов, такой "взрыв" (а вместе с ним и значительное повреждение мягких тканей вследствие кавитации, при механизме схожем с огнестрельными ранениями) можно наблюдать, используя высокоскоростную кинематографию.

Помимо снижения кровоснабжения вследствие повреждения мягких тканей, разрыв идущих вдоль оси кости интракортикальных кровеносных сосудов вызывает образование глубокого некротического слоя в зоне перелома. При этом трофика поверхностного слоя обеспечивается путем диффузии.

Другие статьи по медицине

Заболевания передней доли гипофиза и гипоталамуса
Передняя доля гипофиза вырабатывает шесть основных гормонов: гормон роста (ГР), пролактин (ПРЛ), лютеинизирующий (ЛГ), фолликулостимулирующий (ФСГ), тиреотропный (ТТГ) и адренокортикотропный (АКТГ) г ...

Уход за больными
Лечебно-охранительный режим - это комплекс профилактических и лечебных мероприятий, направленных на уход, лечение и возвращение пациентов обществу в качестве его полноценных членов, освоивших более ...

Туберкулез, актуальные вопросы лечения
В настоящее время, по данным ВОЗ, треть населения планеты инфицирована туберкулезом. В 1995 году в мире было зарегистрировано 9 млн. Новых случаев заболевания, 75% которых приходится на наиболее трудо ...