Введение. Изучение прочностных свойств трабекулярной кости области вертлужной впадины в зависимости от возраста и пола пациентов позволяет создать теоретическую основу для разработки костнозамещающих конструкций. Цель. Определить механические характеристики костной ткани надацетабулярной области у пациентов разного пола и разных возрастных групп. Материалы и методы. Исследовался кадаверный материал 60 лиц обоего пола: 20 – молодого возраста (от 18 до 44 лет), 20 – среднего возраста (от 45 до 59 лет) и 20 пожилого возраста (от 60 до 74 лет). Из надацетабулярной области при помощи остеотома извлекались фрагменты костной ткани размером 3 × 3 × 1,5 см. Из данных фрагментов при помощи корончатой фрезы изготавливались образцы цилиндрической формы диаметром 6 мм и высотой 9 мм. Все образцы подвергались одноосному сжатию со скоростью нагружения 1 мм/мин. Результаты. Сравнение исследуемого материала лиц мужского пола по максимальному напряжению, модулю упругости и упругой деформации не выявило возрастных различий (р > 0,05). В образцах лиц женского пола разного возраста статистически значимо отличалась величина упругой деформации как при множественном анализе, так и при попарном сравнении групп (р < 0,05). По максимальному напряжению и модулю упругости у женщин статистически значимой разницы также не выявлено (р > 0,05). Обсуждение. Полученные данные о механическом поведении трабекулярной кости и значения параметров прочности объясняются расположением в пространстве волокон структурных белков, профилем сшивки коллагена, степенью минерализации матрикса, структурой гидроксиапатита и количеством связанной воды. Заключение. В исследованных образцах лиц мужского пола механические характеристики трабекулярной кости надацетабулярной области значимо не изменялись в зависимости от возраста. У женщин с возрастом статистически значимо увеличивалась величина упругой деформации. Максимальное напряжение и упругий модуль у женщин разного возраста изменений не показали.
Introduction The investigation of the trabecular bone strength in the acetabular area and its dependence on age and gender may provide a theoretical basis for the development of implants for bone replacement. The purpose of this study was to determine the mechanical characteristics of the bone tissue in the supra-acetabular region in patients of different age groups. Materials and methods The cadaveric material of 60 patients was studied and included 20 young patients (age range, 18 to 44), 20 middle-aged patients (age range 45 to 59) and 20 elderly patients (age range, 60 to 74). Fragments of bone tissue 3 × 3 × 1.5 cm in size were removed from the supra-acetabular region using an osteotome. Cylindrical specimens, 6 mm in diameter and 9 mm high, were produced from these fragments using a crown cutter. All samples were subjected to uniaxial compression at a loading rate of 1 mm/min. Results Comparison of male patients for each of the mechanical parameters did not reveal age differences (p > 0.05). In women of different age groups, the magnitude of elastic deformation was significantly different both by multiple analysis and in pairwise comparison of groups (p < 0.05). There was also no statistically significant difference in the maximum stress and modulus of elasticity in women (p > 0.05). Discussion The data obtained on the mechanical behavior of the trabecular bone and the values of the strength parameters are explained by the spatial arrangement of the fibers of structural proteins, the cross-linking profile of collagen, the degree of matrix mineralization, the structure of hydroxyapatite, and the amount of bound water. Conclusion In male patients, mechanical characteristics of the bone tissue in the supra-acetabular region do not change significantly with age. In women, the value of elastic deformation increases significantly with age. The maximum tensile strength and modulus of elasticity in women of different ages did not show any changes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.