Osteonzahl und Bruchfestigkeit menschlicher Metakarpalia und Grundphalangen

Zusammenfassung

Aus früheren Untersuchungen in der Abteilung für Funktionelle und Angewandte Anatomie der Medizinischen Hochschule Hannover standen die Bruchstücke von 45 Metakarpalia und 36 Grundphalangen von 21 männlichen Leichen (Alter 24 - 69 Jahren) zur Verfügung. Von den Knochen waren die im Biegebruchversuch gewonnenen biomechanischen Daten bekannt. In der vorliegenden Arbeit wurden an den 81 Knochen die Kompaktaflächen, die Anzahl der Osteone sowie der Osteondurchmesser bestimmt und zu den biomechanischen Daten in Beziehung gesetzt. Mit zunehmendem Alter nimmt die relative Osteonzahl hochsignifikant, die absolute Osteonzahl signifikant zu, während sich die mittlere Kompaktadicke hochsignifikant vermindert. Der Durchmesser der Markhöhle wird in höherem Alter signifikant größer. Bei der Kompaktaquerschnittsfläche ist eine altersbedingte, wenn auch nicht signifikante Abnahme zu verzeichnen. Ein Zusammenhang zwischen Alter und Osteondurchmesser ließ sich nicht nachweisen. Im Alter nimmt die Bruchdurchbiegung ab, der Knochen wird spröder. Infolge der Verminderung der Kompaktadicke bzw. der Kompaktaquerschnittsfläche sinken Bruchlast und Biegebruchenergie. Durch die Zunahme der absoluten und relativen Anzahl der Osteone ändert sich auch der histologische Bau des Knochens. Die Biegebruchuntersuchungen am ganzen Röhrenknochen zeigen, daß weniger der feingewebliche Aufbau, sondern vielmehr das Verhältnis von Flächen des Markraums zur Gesamtquerschnittsfläche bei dem Biegebruchverhalten des ganzen Knochens entscheidend ist.

Abstract

In a previous study the biomechanical data of 45 metacarpal and 36 phalangeal bones of 21 male cadavers (24 - 69 years of age) were obtained by fracturing in a bending test. The present study attemps of correlate these date with the compacta area, the number of osteons, and the cross sectional area of the osteons.

The relative and absolute number of osteons increase significantly with increasing age, whereas the average thickness of the compacta decreases significantly. The calibre of the bone marrow cavity increases with age. There is no correlation between age and osteon diameter. Ultimate bending deflection, bending breaking load, and breaking energy decrease following a reduction in compacta thickness or in the cross sectional area of the compacta. Bending tests on whole bones indicate that it is not so much bone tissue morphology, but rather the relationship of the marrow area to the total cross sectional area which is the significant factor in the bending behaviour of the whole bone.