Взаимосвязь между структурой кости и характером ее излома

В определении механизмов образования переломов важное значение имеет изучение поверхности изломов, морфологические свойства которых отображают процесс разрушения костной ткани.

Установлено, что разрушение объектов и образцов с хрупкопластическими свойствами, к которым относится и кость, происходит от взаимодействия сдвига, как проявления пластической деформации, и разрыва, обусловленного действием растягивающим сил.

Следует признать, что для кости основную роль в начальном этапе разрушения и последующем распространении магистральной трещины имеет действие растягивающих сил, так как пластическая деформация в момент разрушения для компактной кости взрослого человека не превышает 1%.

В то же время разрушению от растяжения всегда предшествует сдвиг структурных элементов, который в напряженных участках кости ведет к появлению множества микротрещин, сливающихся в магистральную. Их ориентация связана со структурными особенностями разрушаемого участка, что обусловливает своеобразие рельефа поверхности излома.

На поверхности излома кости целесообразно выделять несколько участков или зон, имеющих свои характерные особенности — зона первичного разрыва с фокусом излома, зона распространения магистральной трещины и область долома, что соответствует общепринятой технической терминологии, используемой в настоящее время в судебно-медицинской литературе.

Проведенные нами фрактологические исследования поверхностей изломов на разных костях скелета показали, что для большинства костей плоскость первичного разрыва располагается под прямым углом к поверхности кости или к поверхности костной пластинки. Фокус излома на разрушенной кости выделить довольно трудно в силу ее анизотропических свойств. Следует полагать, что в напряженном участке кости при наиболее частой деформации изгиба возникает несколько фокусов излома, разделенных между собой ступеньками, что часто обнаруживается при исследовании начальной зоны разрыва на трубчатых костях. Подтверждением возникновения нескольких фокусов излома является и то, что в поверхностных участках первичного разрыва обнаруживаются мелкие дефекты компактного вещества с прямоугольными краями, а также небольшие затухшие трещины, параллельные плоскости основного разрыва.

Иногда на этих же участках выявляются небольшие зоны в виде лунок.

Зона первичного разрыва на разных костях имеет и различные фрактологические свойства. Если эта зона на трубчатой кости располагается в поверхностных слоях компакты, где «укладка» остеонов плотная, то ее поверхность относительно ровная и имеет мелкозернистый характер. В случаях же большего распространения этой зоны мелкозернистость сменяется грубой зернистостью. Но в том и другом случаях зона первичного разрыва ограничивается началом раздвоения трещины или первыми, даже мелкими, веерообразными трещинами.

Аналогичный зернистый вид зона первичного разрыва имеет в задних отделах ребер, где компактное вещество достаточно выражено. В передних же отделах ребер с пластинчатым строением костных пластинок, поверхность излома, сохраняя прямоугольность краев, представлена в виде мелких гребешков, свидетельствующих о разрыве пластинок не на одном уровне.

На плоских костях черепа при их изгибе внутрь или наружу зона первичного разрыва на соответствующих костных пластинах обнаруживается в виде ровной площадки (полоски) с хорошо просматриваемой слоистостью. Эта площадка имеет наибольшую протяженность, когда ее поверхность совпадает с направлением «линий расщепления».

На фрактологические свойства зоны распространения магистральной трещины также существенное влияние оказывают структурные особенности кости.

В силу продольного расположения остеонных структур в диафизах трубчатых костей и распространения трещины к ним под углом на поверхности излома в начальной части обнаруживается картина, напоминающая «елочку» или «шевронный излом». Подобную картину «шеврона» мы наблюдали на поверхности излома плоских костей свода черепа в начальных отделах радиальных трещин, отходящих от огнестрельного входного пулевого отверстия. Затем этот вид излома на трубчатой кости переходит в мелкие продольные бороздки и выступы, свидетельствующие о расщеплении компакты. Эта картина подтверждена нами в специальных экспериментах на изолированных костных фрагментах.

В конечной части излома, в зоне долома, на трубчатой кости всегда обнаруживаются крупные гребни, вершины которых располагаются перпендикулярно направлению изгиба диафиза. Подобные гребни, но меньших размеров, выявляются в зоне долома в задних отделах ребер. Для плоских костей более характерно формирование в этой зоне козырькоподобных выступов на одном отломке и соответствующего скоса на другом.

Обнаруживаемые в поверхностях слоях компакты скол или выкрашивание костной ткани явление, вероятнее всего, вторичное и связанное с контактным действием отломков друг от друга.

Таким образом, фрактологические особенности поверхностей излома кости показали, что их морфологические свойства зависят от структурных особенностей кости. Данный факт следует учитывать при определении механизмов образования переломов.