6 курс / Гастроэнтерология / Механика_и_морфология_переломов_В_Н_Крюков
.pdfПолипептидная цепь коллагена состоит из 1000 аминокислот и имеет спиральную форму. Три полипептидные цепи, скрученные спиралью, образуют макромолекулу коллагена – тропоколлагена – с молекулярным весом около 300000, длиною 2800Ǻ и диаметром 14Ǻ. Тропоколлаген формирует фибриллы,
вкоторых макромолекулы тропоколлагена по отношению друг к другу смещены по длине примерно на ¼ вследствие взаимодействия функциональных групп полипептидных цепей. Возникновение таких специфических группировок и создает необходимые условия для возникновения центров кристаллизации солей.
Неорганический матрикс почти полностью представлен кристаллами гидроксилапатита, имеющего формулу Са10(Ро4)6(ОН)2. Значительно меньшая часть неорганического матрикса приходится на такие соединения как β- трикальцийфосфат – Са9(РО4)6Н(ОН)2 и карбонат-апатит – Са10(Ро4)6Со3.
Кристаллы гидроксилапатита связаны определенным образом с коллагеном, причем длинные оси кристаллов ориентированы параллельно осям фибрилл, которые образуют так называемый матрикс.
Кристалл гидроксиапатита имеет гексагональную форму с размерами порядка 20·3-7 ммк, что обусловливает их большую активную поверхность, которая для 1 г кости составляет до 250 м², а для всей костной ткани скелета – около 2 км². Именно такая большая поверхность и обеспечивает весьма стабильный и
вто же время динамический солевой обмен.
Кристаллы минерального компонента имеются и внутри фибрилл. На поверхности кристаллов гидроксилапатита одсорбированы в большом количестве ионы, принимающие активное участие в обмене с ионами окружающей среды. Этот обмен катализируется значительным количеством катионов, среди которых большой удельный вес занимают микроэлементы с меняющейся валентностью (марганец, стронций, ванадий). Следует отметить, что отсутствие или недостаток некоторых микроэлементов (марганец, стронций, ванадий, медь, фтор, свинец, кобальт, алюминий) могут нарушать процессы созревания коллагена и его пространственную агрегацию, а также искажать остеобоастическую дифференцировку [Торбенко В.П., Касавина Б.С., 1977].
Строго ориентированные кристаллические системы коллагена и гидроксилапатита – органический и неорганический матриксы – представляют из себя сложное, предельно усовершенствованное в процессе филогенеза образование с многоплановыми функциями. В общем белковый компонент составляет около 30%, неорганический – 60% и около 10% - вода.
Анализируя имеющиеся в настоящее время данные об особенностях строения кости на молекулярном уровне, следует отметить следующее.
Исследованиями И.В. Кнетса (1971) было показано, что костную ткань надо рассматривать как среду с пятью структурными уровнями.
Биполярная макромолекула тропоколлагена (построенная из трех левых спиральных полипептидных цепочек, образующих правую спираль) в совокупности с неорганическими кристаллами является 1-м структурным уровнем.
2-й структурный уровень составляют микрофибриллы коллагена, образованные пятью молекулами тропоколлагена.
Микрокристаллы, связанные с большим количеством микрофибрилл, образуют соединения в продольном и поперечном направлениях и формируют своеобразный армирующий компонент, который рассматривается как 3-й уровень.
4-й уровень представлен ламеллами – тонкими изогнутыми, первичным конструкционным элементом кости, состоящим из коллагено-минеральных веществ, скрепленных вяжущими веществами.
5-й структурный уровень – это конструкционный элемент кости – остеон. Кристаллическая система коллагена, которая по молекулярному строе-
нию является многоэлементной конструкцией, таким образом дополняется другой кристаллической системой – гидроксилапатитом, имеющим гексагональную форму. И сама форма кристалла гидроксилапатита – вытянутый шестигранник – и его ориентация длинной осью параллельно осям коллагеновых фибрилл обеспечивают дополнительное упрочение вещества. С этих позиций костное вещество следует рассматривать как композитный материал [Кортен Х.Т., 1976; Розен Б.У., Дау Н.Ф., 1976].
Высокая прочность кости как раз и обеспечивается ее строение по типу композитного материала, составляя для компактного вещества 20 - 30 кг/см². Прочность на сдвиг колеблется в пределах 5,05 – 11,8 кГ/мм², а модуль Юнга – 1,38·10³ - 1,94·10³ кГ/мм². Максимальное значение секущего модуля составляет 1,8·10³ кГ/мм² (разрушающее напряжение при этом примерно равно 270 Дж). Пластическая деформация кости невелика и равна 0,016 – 0,02%. Циклическая усталость кости (мертвой) при амплитуде напряжений 3,5 кГ/мм² составляет величину порядка 1·10º - 3·10º циклов.
Следует указать, что большинство экспериментальных данных, касающееся прочностных характеристик кости, получено на образцах мертвой, сухой, лишенной надкостницы кости. Эти данные оказываются по некоторым параметрам весьма отдаленными от истинных, присущим физическим свойствам живой кости. Например, модуль упругости влажной, но уже мертвой кости по крайней2 мере на 60% ниже, чем высушенной, а свежая, лишенная надкостницы кость разрушается при ударных нагрузках в 1,5 – 2 раза меньших.
Мы располагаем только приблизительными сугубо ориентировочными данными в отношении прочности кости и по целому ряду характеристик они очень далеки от истинных. Следует указать, что отдельные попытки безоговорочного перенесения в экспертную практику величин прочности и сопротивляемости кости, полученных экспериментально (например, для целей установления величины внешнего травмирующего воздействия), лишены научно обоснования и не могут быть приняты практикой.
Учитывая кристаллическое строение косного вещества, необходимо рассмотреть еще одно свойство кости, которое, как нам представляется, может внести определенную ясность в решение вопроса о механизмах, ориентирующих костные пластинки в соответствии с силовыми линиями, которые возникают в костях при механической нагрузке.
Физико-математический анализ направленности костных балок и пластинок по отношению к силовым напряжением обнаруживает исключительно рациональную архитектонику костного вещества. Поскольку костная масса при-
бывает и убывает за счет жизнедеятельности остеобластов и остеокластов, следует полагать, что процессами как остеогенеза, так и ориентации костных балок постоянно управляют какие-то мощные механизмы, о которых в настоящее время еще нет полного представления.
Кроме того, имеются указания на то, что при деформации сгибания на вогнутой стороне кости появляются отрицательные потенциалы, а на выпуклой – положительные [Бессет А., 1967].
Естественно полагать, что механические нагружения кости в определенных пределах будут способствовать интенсификции обмена в костной ткани и увеличению ее массы и механической прочности. Подобные явления можно наблюдать особенно у лиц, занятых тяжелым физическим трудом, а также у спортсменов-тяжелоатлетов. Снижение же механических нагрузок до минимума, несомненно, повлияет на устойчивость кости по отношению к внешним воздействиям [Ратнер С.И., 1959]. Е.А. Коваленко, П.В. Васильев (1971) констатировали повышенную ломкость костей скелета у животных, находившихся определенное время в условиях невесомости.
Длительное, но прерывисто действующее нагружение (циклическое), не превышающее по своему значению критических величин прочности костной ткани, в условиях сдвига в ней обменных процессов способно вызывать явления разрушения кости – переломы. Именно этими обстоятельствами можно объяснить случаи возникновения переломов, которые известны травматологам как «маршевые» или «усталостные» [Дроздовский Б.А., Фридман Я.Б., 1960; Ионов В.Н., Огибалов П.М., 1979].
Эти данные показывают зависимость прочностных характеристик костной ткани от уровня обменных процессов в организме, которые изменяются в связи с различными факторами (физическая нагрузка, возрастные и половые особенности, питание и т.д.). Получает дополнительное объяснение и возникающий при механических нагрузках кости так называемый пьезоэлектрический эффект, который отражает сущность обменных процессов, протекающих в местах деформации костной ткани.
Опорная и защитная функции кости находит свое выражение прежде всего в сочетании большей прочности на сжатие, чем на растяжение. Такому положению подчинены как структура, так и форма кости.
Большое место в упрочении кости занимает губчатое вещество. Целенаправленные исследования губчатого вещества показали, что его структура подчинена локализациям и направлениям растягивающих и сжимающих усилий, возникающих в костях при выполнении ими локомоторных функций. Оказалось, что костные балки губчатого вещества всегда ориентированы в направлении сил сжатия, которые создаются в кости при выполнении ею физиологических функций опоры. Опорная и локомоторная функции сопровождаются появлением в кости и растягивающих усилий, но по отношению к балкам губчатого вещества они всегда ориентированы в поперечном направлении. Следует указать, что толщина балок губчатого вещества по отношению к их длине всегда выражается через определенное отношение, которое не превышает величины
1:10. Такое соотношение толщины к длине в стержневых конструкциях, как известно, является наиболее выгодным.
Распределение и концентрация сил сжатия и растяжения не только в спонгиозном веществе кости, но и на ее поверхности неразрывно связаны с формой самой кости, что находится в полном соответствии с основополагающими законами о сопротивлении материалов. Особенно демонстративно это проявляется при анализе формы и строения позвонков. Балки спонгиозы в теле позвонка ориентированы в продольном направлении вследствие выполнения ими опорной функции. Согласно учению о сопротивлении материалов, любая балка намного прочнее на сжатие в направлении продольной оси, чем в поперечном [Серенсен С.В., Кочаев В.П., Шнейдерович Р.М., 1963].
Увеличение нагрузки на позвонок в целом (например, поднятие тяжести) приводит к увеличению сжимающего напряжения по продольной оси в каждом отдельном костном элементе – костной балке. Возникают условия для так называемой потери устойчивости, что в данном случае выражается возможностью появления продольного изгиба костной балки. Этому препятствуют не только костные перекладины, соединяющие балки, но и сама форма позвонка.
Известно, что ниже расположен позвонок (т.е. чем большую нагрузку он испытывает), тем в большей степени у него выражена так называемая талия. Геометрия позвонка в форме двухполостного гиперболоида обеспечивает такую трансформацию силовых напряжений, что костные перекладины испытывают усилия преимущественно на сжатие и препятствуют потере устойчивости костными балками. Как поверхностные, так и внутренние напряжения в позвонке представляются как сжимающие, направленные к центру позвонка, что резко увеличивает его устойчивость [Городец П.П., 1971].
Анализ строения кости демонстрирует исключительную целесообразность сочетания ее формы и внутренней архитектоники при выполнении как защитной, так и локомоторной функции. Это в полной мере относится не только к позвоночнику, тазу или черепу, но и к длинным трубчатым костям.
Эпифизы длинных трубчатых костей состоят почти полностью из губчатого вещества. Компактное вещество представлено очень тонким слоем. Однако масса костного вещества оказывается здесь значительно большей, чем в диафизарных отделах. Возрастание массы костного вещества увеличивает площадь, на которой происходит сочленение содружественных костей, что соответственно уменьшает удельную нагрузку на единицу поверхности сустава. Это обстоятельство способствует его большей устойчивости при выполнении локомоторных функций, балочное же строение увеличивает амортизацию в месте сочленения и уменьшает травматизацию суставных поверхностей. Следует указать, что вблизи нейтральной оси диафизов материал кости противостоит сдвиговым или касательным напряжениям и почти не несет никакой нагрузки. С позиции учения о сопротивлении материалов конструкция оказывается наиболее эффективной в тех случаях, когда по сечению материал распределяется возможно в большем количестве вдали от нейтральной оси. Такие конструкции значительно выигрывают в массе, почти не уступая в прочности сплошным по сечению материалам. Блестящий пример такого рационального распределения
несущего материала представлен в костях скелета. Как только в области нейтральной оси (и сблизи от нее) величины нагружения достигают пропорционально невыгодных значений по отношению к напряжениям по периметру кости, то ее сплошность заменяется или губчатой костью (плоские длинные губчатые кости), или полостью (длинные трубчатые кости).
При патологических процессах, вызывающих изменение формы кости, наблюдаются явления перестройки губчатого вещества и расположения балок, связанные трансформацией зон сжатия и растяжения в видоизмененной кости. Например, при анкилозе тазобедренного сустава происходит резко выраженная перестройка губчатого вещества в костях таза не только на стороне поражения, но и на противоположной. Эти преобразования морфологического порядка оказываются полностью взаимосвязаны с изменением статодинамических функций
[Метелев А.В., 1973].
Установление распределения силовых напряжений возникающих в костях при физиологических нагрузках или различных вариантах внешнего воздействия, имеет важное значение для понимания единства степеней соотношения в цепи: структура кости – ее форма топография силовых напряжений.
Изучение физических основ прочности кристаллических тел полимеров на молекулярном уровне показало, что при механических нагружениях в зонах растяжения происходит возмущение межатомных связей в кристаллической решетке. Наряду с межатомными связями, имеющими определенное среднее значение напряжений в кристаллической решетке возникают связи, в которых напряжения значительно превосходят уровень средних и появляется возможность разрыва механически возбужденных межатомных связей с образование свободных радикалов. Концентрация свободных радикалов (обрывки молекул со свободными связями) стоит в прямой зависимости от величины механического напряжения и времени его действия [Журков С.Н., 1973].
После разрыва перенапряженной межатомной связи в месте образования свободного радикала происходит бурная реакция. Это ведет в свою очередь к вторичному распаду некоторых значительно напряженных межатомных связей, что формирует разрушенную микрообласть [Регель В.Р., 1956; Нотт Дж. Ф., 1978].
Разрыв перенапряженной межатомной связи таким образом является инициирующим моментом, который вызывает цепь микроразрушений в окрестности распавшейся связи в виде субмикроскопических трещин.
Эти трещины распределяются по объему материала неравномерно и имеют форму чечевичек, ориентированных своими плоскостями перпендикулярно оси растяжения. По мере увеличения нагрузки число их нарастает и в предразрывном состоянии может достигать огромного количества. При большой концентрации субмикроскопических трещин они располагаются близко друг к другу, формируя трещину большего размера [Фридман Я.Б., 1974].
Следует полагать, что и в костной ткани при субкритических нагрузках происходят аналогичные или близкие к ним процессы. Однако в живой костной ткани в условиях механических нагрузок, не приводящих к разрушению (переломам), ликвидация разрывов межатомных связей происходит за счет постоян-
но протекающих обменных процессов – репарации костной ткани. Таким образом, явления репарации костного вещества, регистрируемые в течение всей жизни организма, и есть одно из следствий механических нагружений кости
[Лесгафт П.Ф., 1892].
Представленное выше диалектическое рассмотрение единства кристаллического строения костного вещества и проявление его физических свойств при механических нагружениях как составной части физиологических функций позволяет по-новому оценивать процессы, происходящие в костном веществе. Становятся понятными не только причины увеличения массы кости при систематических нагружениях (тренированность), но и процессы, управляющие первоочередным увеличением этой массы в определенных областях в совокупности с перестройкой ориентации костных балок.
При механическом воздействии в кости возникает мозаика сил сжатия и растяжения даже в отдаленных ненагруженных участках. Определение главных и касательных силовых напряжений имеет существенное значение, поскольку при достижении ими критических величин возникает разрушение материала.
Разрушение кости – перелом – формируется вначале, как было уже сказано, в виде микроскопической трещины, т.е. разрыва костного вещества. Местом такого первоначального разрыва будет точка, где растягивающие напряжения превышают предел прочности кости. В момент образования трещины топография силовых напряжений резко меняется, а трещина кости распространяется соответственно участкам, где локализуются растягивающие напряжения с максимальными значениями. В новых местах возникают касательные напряжения очень высоких значений, которые обусловливают деформацию сдвига (среза).
Исследование топографии силовых напряжений в костях при физиологических и критических нагружениях позволяет изучить не только закономерности строения кости, но и прогнозировать морфологические особенности переломов, возникающих при различных условиях внешнего воздействия.
При изучении закономерностей разрушения костного вещества выяснилось, что переломы костей, содержащих повышенное количество коллагена (детский и подростковый возрасты), происходят по законам, характеризующим хрупкопластические материалы. Зрелая кость, имеющая удельный вес 1,816- 1,902, при внешнем воздействии разрушается по типу хрупкого материала без значительной пластической деформации.
Исходя из названных закономерностей, установленных экспериментальным путем, можно выявить и определенные особенности, морфологически характеризующие отдельные виды деформации: растяжение, сжатие сдвиг*.
*Такой вид деформации, как изгиб, представляет собой комбинацию растяжения и сжатия, а кручение – сдвига. – Примеч. ред.
Поскольку кость значительно прочнее на сжатие, чем на растяжение, то при анализе топографии поверхностных силовых напряжений первоочередному учету должны подлежать касательные напряжения.
В учении о механических свойствах материалов разрушение твердых тел определяется как разделение тела на части под действием механических нагрузок или напряжений и рассматривается как нарушение сплошности материала.
Предполагается при этом, что в любом физическом теле имеется значительное количество дефектов (трещин, микрополостей, разрывов возбужденных межатомных связей). В области этих дефектов (концентрация растягивающих силовых напряжений, концентрация свободных радикалов) создаются перенапряжения и возникает первичный дефект, который распространяется в соответствии с меняющейся мозаикой силовых напряжений.
Разрушение само по себе является локальным и структурно чувствительным процессом, поскольку определяется явлениями, происходящими в области дефектов материала, и представляет собой заключительную стадию развивающейся деформации. Следует иметь в виду, что разрушение формируется взрывообразно, а нарушение сплошности кости осуществляется за счет так называемой бегущей трещины.
Принято различать три вида разрушений по ориентировке их поверхности: 1 – отрыв (поверхность разрушения перпендикулярна действовавшим силам); 2 – поперечный сдвиг (поверхность разрушения параллельна действовавшим силам, направление разрушения совпадает с направлением сил, фронт трещины перпендикулярен направлению сил); 3 – продольный сдвиг (поверхность разрушения параллельна действовавшим силам, направление разрушения параллельно фронту трещины).
При всех равных прочих условиях устойчивость материала внешним механическим воздействиям (удар, сдавление) зависит не только от вида и характера воздействия, на и от геометрии (формы) конструкции в целом [Овечкин А.М., 1961].
Конструкционные особенности, как известно, могут резко повышать устойчивость материала к внешним воздействиям [Ильюшин А.А., 1944; Клюшников В.Д., 1976]. Например, толщина железобетонного купола покрытия промышленных или гражданских зданий при диаметре основания 40-60 м составляет всего лишь 5-8 см. Перекрытие того же сооружения пластиной любой толщины без дополнительных опор оказывается невозможным вследствие разрушения этой пластины от изгиба под действием даже собственной тяжести. Укрепление же по периметру приводит к появлению растягивающих усилий, что резко снижает запас прочности перекрытия.
Очень важным положением сопромата является то, что характер топографии силовых напряжений и вид разрушения объекта определяются не столько прочностными характеристиками материала, сколько формой конструкции. Названная закономерность и определяет, что длинные трубчатые кости при внешнем воздействии на них тупыми твердыми предметами разрушаются иначе, по иным законам, чем плоские кости. В свою очередь среди переломов плоских и длинных губчатых костей (пластинки) и переломы комплексов, которые плоские и длинные губчатые кости образуют как отдельные анатомические и самостоятельные конструктивные единицы: череп, грудная клетка, таз. Обособленно должны рассматриваться переломы позвонков и позвоночника в целом.
Необходимо заметить, что значение формы (в широком смысле этого слова) как совокупности морфологических элементов, сложившейся в онтогенезе и обеспечивающей конкретные функции, изучено явно недостаточно. На-
пример, отмечено, что конкретные варианты топографического положения сосудов основания мозга сочетаются с определенными формами черепа. Установлено также, что одинаковые переломы костей лицевого скелета заживают в различные сроки (при всех прочих равных условиях) в зависимости от формы черепа [Тайченачев А.Я., 1974].
При изучении закономерностей переломов костей от воздействия тупого твердого предмета необходимо исследовать не только процесс разрушения с направлением его распространения, на и морфологические особенности краев и поверхности излома костных отломков (фрагментов) и трещин, возникающих при определенных условиях.
Характер разрушения кости в результате внешнего воздействия большей частью – явление уникальное, слагающееся из индивидуальных особенностей повреждаемой кости (формы, удельной прочности, внутренней архитектоники, возраста, микротвердости, оссификации, особенностей развития и т.п.) и условий возникновения повреждений [скорость, направление и угол удара, площадь и форма ударяющей поверхности, наличие и свойства амортизирующих предметов (одежда), физические свойства мягкие тканей в точке приложения силы и т.п.].
Мы можем полагать, таким образом, что сходные по своему типу и морфологии переломы при сходных механизмах внешнего воздействия характерны только для костей, очень близких друг к другу по своим остеометрическим параметрам и форме. Постулирование же «типичных» переломов для одноименных костей при одинаковых механизмах свидетельствует о механическом подходе к решению такой сложной проблемы, как деформация костной ткани в условиях экстремальных нагрузок.
Как показывают практика и многочисленные экспериментальные исследования, в близких к идентичным условиям внешних нагрузок одноименные кости никогда не разрушаются одинаково. Каждый перелом имеет только ему присущие индивидуальные признаки и в этом смысле он неповторим.
Однако общие закономерности разрушения и характерные морфологические признаки позволяют диагностировать вид деформации и условия внешнего воздействия (направление, угол и т.д.).
Следует указать, что в технике уделяется основное внимание самим процессам разрушения, в то время как сами компоненты разрушенного материала почти не изучаются [Герман Д.Ж., Либовиц Г., 1976].
Свойства кости, как объекта эксперимента, неодинаковы и зависят от времени опыта по отношению к моменту смерти, влажности, температуры кости и окружающей среды. Оказалось, что мертвая кость при комнатной температуре (20-27°C) становится более прочной и менее пластичной. Отмечена и другая весьма важная особенность. Изготовленные из металлов или пластических материалов модели наиболее простейших (по геометрии) костей выявляют несколько отличную топографию силовых напряжений по отношению к «живой» кости при тех же нагрузках. Это касается в первую очередь распространения траекторий напряжений. Если в моделях в полном соответствии с законами сопромата при нагружениях четко выявляются так называемые концентраты на-
пряжений (различного рода вырезки, отверстия, жалобки, канавки и т.п.), то в костях подобные образования как бы отталкивают, рассредоточивают силовые линии.
Надо полагать, что кость в процессе ее формирования в онтогенезе под действием внешних нагрузок приобретает такие структурные особенности, которые способствуют не сосредоточению силовых напряжений в области отверстий и тому подобных концентраторов, а, наоборот, их рассеянию. Названное положение хорошо и убедительно иллюстрируется наблюдениями повреждений костей черепа при травме тупыми предметами. Так возникшие трещины или линии переломов распространяются по траектории соответственно растягивающим напряжениям, а сосудистые отверстия в костях зачастую остаются вне трещин, хотя и располагаются в непосредственной к ним близости. То же самое можно сказать и о сосудистых бороздках, где трещины распространяются в лучшем случае по их краю, но не по самой истонченной части – их дну.
Особый интерес представляет факт относительно одинаковой прочности свода черепа при неравномерной толщине его костей в различных областях. При внешнем воздействии тупым предметом происходит такое распределение нагрузки, которое оказывается удельно пропорциональным в различных зонах, а первоначальное разрушение (зарождение трещины) формируется в участках свода черепа, имеющего большую толщину костей. Дальнейшая траектория трещины определяется топографией силовых напряжений, являющейся следствием направления внешнего воздействия применительно к конкретной форме черепа. Названное положение в равной степени распространяется и ни другие кости и костные комплексы.
Возникновение и формирование перелома – процесс сложный и многофакторный. Начало и процесс деформации, локализация и направление растягивающих и касательный напряжений, обусловливающих конечный этап деформации – разрушение, зависят не только от конструкции деформируемого предмета – кости, но и от условий внешнего воздействия.
Внешнее механическое воздействие в своей сущности – понятие сложносоставное, включающее в себя несколько компонентов, которые имеют различные и непостоянные варианты. Внешнее механическое воздействие может различаться чисто скоростными характеристиками, крайними видами из которых являются удар и сдавление. В ряде случаев они комбинируются: удар с последующим давлением. Как удар, так и компрессия могут осуществляться в различных направлениях и под различным углом [Бартониетц К., 1975].
Сочетание перемещения травмирующего предмета по поверхности тела с давлением формирует самостоятельный вид повреждения от трения.
Внешнее воздействие в виде давления в отличие от удара вовлекает в процесс деформации всю конструкцию, формируя так называемую реакцию опоры. Развивающиеся при этом процессы деформации выявляют наиболее «слабые» места в конструкции, где и концентрируются наивысшие напряжения, обусловливающие начало разрушения. Таким образом, в случаях давления зарождение разрушения может возникнуть в любой наименее устойчивой точке конструкции, в том числе и в месте непосредственного контакта повреждающе-
го предмета. Распространение линий разрыва, вид разрушения обусловливаются меняющейся топографией силовых напряжений и характером последующей деформации.
При ударном воздействии вследствие скоротечности явления (сотые и тысячные доли секунды) процессы деформации, а затем и разрушения локализуются первоначально в месте непосредственного воздействия повреждающего предмета. Следует указать, что первоначальное локальное разрушение в месте воздействия также определяется конструктивными особенностями кости, но уже только в зоне контакта с предметом.
Изменение направления, а также уровня внешнего воздействия или его угла резко влияет на распределение возникающих в деформируемом теле силовых напряжений. Трансформация топографии силовых напряжений имеет своим следствием передислокацию наиболее напряженных участков, а, следовательно, и изменение характера деформации в целом. Меняются и виды разрушения. Различия в морфологической картине разрушения дают возможность выявить отдельные закономерности, позволяющие на основании реконструкции перелома дифференцировать условия внешнего воздействия, в том числе и угол удара.
Важную роль в формировании характера и особенностей перелома приобретают свойства ударяющей поверхности повреждающего предмета – его площадь и форма. Следует отметить, что наличие прокладки искажает на теле контуры ударяющей поверхности, приближая их к округлой, овальной или продолговатой форме. Это же можно сказать и о толстом слое мышц, прикрывающих кость.
Втех же местах, где кость прикрыта относительно тонким слоем мягких тканей (свод черепа, лопаточная ость, задняя поверхность предплечья, крылья подвздошных костей, передняя поверхность голени и т.д.), контактная площадь повреждающего предмета в момент удара приходит в соприкосновение с костью. По периметру этой площади в кости возникают
Касательные силовые напряжения. В совокупности с конструктивными особенностями костного комплекса они формируют определенный вид и характер разрушения. Деформация среза или сдвига локализуется по краю контакта ударяющего предмета с костью, если повреждающий предмет имеет плоскую ударяющую поверхность, а ее края выходят за пределы контакта с костью (широкая плоскость).
Впонятие «внешнее механическое воздействие» включается и такой компонент как величина энергии. Последняя может иметь очень широкий диапазон. Естественно, что подпороговые величины внешнего воздействия травмируют мягкие ткани, а кость остается макроскопически целой. Неоднократные (циклические) воздействия, несмотря на их относительно небольшую величину,
вконечном итоге вызывают усталостное состояние материала и разрушение кости – перелом.
Внешнее воздействие, превышающее по всей величине запасы прочности кости, вызывают ее разрушение; чем больше эта величина, тем обширнее разрушение, перелом становится более масштабным. Однако начало деформации