Abstrakt
Kortikální kost je hierarchálně organizovaná biokompozitní tkáň od nanoskopického do makroskopickému měřítka. Živá kostní tkáň má schopnost optimalizace struktur na všech jejích strukturálních úrovních. Optimalizuje funkce jednotlivých strukturálních domén a jejich chování.
Předložená práce je zaměřena na nová pozorování struktur lidské femorální kosti. Cílem práce bylo ověřit a zejména zpřesnit soudobé poznatky o orientacích domén submikrostruktur, ve vybraných lokalitách kortikalis ve 2. až 5. strukturální úrovni.
Autoři práce se zaměřili na fraktury (výlomová rozhraní kostí) v lokalitách laterální stěny proximální části pravého femuru. Pro exaktní pozorování strukturálních vzorků aplikovali elektronový skenovací mikroskop Quanta 450 s EDS-Apollo X detektorem.
Strukturálními doménami 2. strukturální úrovně jsou nanovlákna (nanofibrily, resp. nanopruty). Soustavy orientovaných nanofibril vytvářejí domény 3. strukturální úrovně, tj. nanoskořepiny o tloušťkách cca 100-140 nm.
Nanoskořepinové segmenty dále vytvářejí vrstevnaté válcovité mikrosloupce. - mineralizovaná mikrovlákna. Hierarchální struktury kortikalis umožňují postupně a velmi efektivně disipovat potenciální energii deformace do nižších strukturálních úrovní, a to tak, aby na nejnižší úrovni byly strukturální domény namáhány tím nejjednodušším způsobem, tj. prostými tahy a/nebo tlaky.
Vynikající biomechanické vlastnosti kortikalis jsou na všech jejich strukturálních úrovních výsledkem adaptace kostní tkáně na proměnná a kombinovaná vnější zatížení.