Zur Biomechanik der menschlichen Clavicula

Zusammenfassung

Von insgesamt 129 Schlüsselbeinen wurden 99 (64 ♂, ♀ nichtkonservierte; 35 ♂ konservierte) einem Biegebruch-versuch und 30 (19 ♂, 11 ♀ nichtkonservierte ) einem axialen Knickbruchversuch mit Hilfe einer Zugprütmaschine unterzogen. Im Biegeversuch wurden die Knochen an definierten Stellen durch Lasteinwirkung senkrecht zur Knochenlängsachse gebrochen und die ermittelten Werte für maximale Last, Bruchlast, Durchbiegung und Arbeit in Beziehung zum Durchmesser und zur Compactadicke gesetzt. Die in ihren Abmessungen signifikant größeren frischen männlichen Schlüsselbeine sind höher belastbar (mittlere Bruchlast um 1200 N) als weibliche (mittlere Bruchlast um 800 N). Bei den im Durchschnitt biegsameren weiblichen Knochen ist die Brucharbeit im Vergleich zu den männlichen um 30% niedriger, während jedoch der Elastizitätsmodul der weiblichen Schlüsselbeine signifikant größer ist. Die Konservierung hat einen signifikanten Einfluß auf die biomechanischen Eigenschaften des Knochens: die Durchbiegung ist geringer; Brucharbeit, maximale Spannung und Elastizitätsmodul sind erhöht. Die Bruchlast ist im mittleren Claviculabereich am höchsten, der sternale Abschnitt zeigt die größte Durchbiegung. Das Entfernen des Periosts bedingt eine signifikant niedrigere Bruchlast, Durchbiegung und maximale Spannung sowie einen kleineren Elastizitätsmodul. Bei axialer Belastung bricht das Schlüsselbein am häufigsten am Übergang vom mittleren zum sternalen Drittel.

Abstract

64 non preserved and 35 preserved clavicles were fractured in there defined positions in a bending test by a tension testing machine with electronic measurement of force, 30 non preserved bones wete tractured in an axial lniraction test.

Force-deflection-diagramms were registered,and the va lues of maximum load, breaking load, ultimate deflection and energy were correlated to cross section and thickness of compacte. The significantly greater non preserved male clavicles are loadable at a higher level (medium breaking load about 1200 N) than female bones (medium breaking load about 800 N). The breaking energy of the more flexible female clavicles is about 30% lower than those of males whereas elastic modulus of female clavicles is significant greater. Preservation has a significant influence on biomechanical properties of bones: ultimate deflection decreases; breaking energy, ultimate stress and elastic modulus increase. Breaking load is greatest in the middle portion of the clavicle, while deflection is greatest in the sternal portion. Removal of periosteum causes lower breaking load, deflection, ultimate stress and elastic modulus as well. With axial load clavicle fractures occur most frequently between middle and sternal third.