вход
закрыть
Судебно-медицинская библиотека

Особенности разрушений костной ткани при различных способах внешнего воздействия

/ Бахметьев В.И. Кислов М.А.  — .

Работы, освещающие особенности установления механизма травмы по характеру разрушения кости в случаях ее фрагментации редки.
В данной статье рассматриваются морфологические признаки разрушений трубчатой кости при различных способах внешнего воздействия. Выявлены дифференциально-диагностические признаки повреждений, позволяющие устанавливать механизм перелома по характеру поверхности излома в случаях мелкой фрагментации кости.
ссылка на эту страницу

Проведено исследование морфологии разрушения компактного слоя длинных трубчатых костей в эксперименте при ударной и компрессионной нагрузках.

МЕТОДЫ

Для этого проводили эксперименты (в количестве 50) по разрушению образцов нативных большеберцовых костей трупов мужского пола в возрасте 46-54 лет.

Костные образцы, размерами 120х5х5мм., разрушали при ударе настольным копром МК-05 и методом кратковременно давления на учебном прессе с гидравлическим приводом ( рис. 1)

Рис.1 Схема перелома костного образца. Р-направление нагрузки. Стрелками указаны деформации на поверхности растяжения ( <--> ) и сжатия ( -><- )

Изучали общую траекторию перелома, мозаику и распространение микротрещин, виды повреждения гаверсовых систем и межостеонного пространства по ходу разрушения.

Поверхность перелома исследовали с помощью стереомикроскопа МБС - 10, сканирующего электронного микроскопа "Тесла" БС — 300, использовали цифровую камеру «Canon PowerShot Pro 1». Для обработки структурных фотоизображений переломов применяли программу focus fotoeditor (ver.4.0.3), позволяющую проводить исследование элемента поверхности разрушения для выделения морфологических признаков поверхности костной ткани в различных вариантах визуального контраста.

На поверхности излома можно выделить последовательно сменяющие друг друга три зоны:

- разрыва(зарождение разрушения),

- сдвига (распространение разрушения) и

- долома (завершение разрушения).

Именно такую неоднородность строения изломов Гордеева Т.А., Жегина И.П. (1978), связывают с тем, что процесс разрушения носит скачкообразный характер.

В результате исследования установлено, что различные способы внешней нагрузки порождают формирование разной по качеству траектории и текстуры разрушения.

РЕЗУЛЬТАТЫ

УДАРНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Так, при ударе отмечается косопродольное направление разрушения, общий вид его поверхности шероховатый за счет формирования рубцов и осколков, образующихся в результате разнонаправленности концентрации напряжений в костной ткани и скола гаверсовых пластин остеонов (рис.2, рис.3).

кликните для увеличения кликните для увеличения
Рис.2 зона разрыва при ударе (увел. Х200) Рубцовая текстура излома Рис.3 зона сдвига при ударе (увел. Х200) Отломки (1), продольно-вытянутые гребни (2) и языки скола (3) на изломе

Зона разрыва занимает от 1/3 до 1/8 толщины кости, поверхность перелома имеет крупнобугристый характер, что связано с концентрацией микротрещин на этом участке, которые ориентированных под острым углом (около 45 градусов) относительно общего направления разрушения (рис 2). Отмечается четкое разделение границы перехода разрыва в сдвиг.

В зоне сдвига, вследствие стремительности разрушения, выявляются сколы гаверсовых пластин остеонов с образованием осколков (рис.3-1). Текстура здесь представлена гребнями, параллельными друг другу (рис.3-2). По ходу действующей сдвиговой деформации практически полностью разрушаются стенки остеонов, на месте которых выявляются микротрещины в виде острых углов, вершинами направленных навстречу хода разрушению («языки скола») (рис. 3-3).

Концентрация напряжений костной ткани при ударной нагрузке больше происходит в зоне сдвига, где определяются хаотично расположенные микротрещины, как между остеонами (рис.4-1), так и в их стенках (рис.4-2).

кликните для увеличения
Рис.4 зона сдвига при ударе (увел. Х200) Эффект «негатив». Микротрещины между остеонами (1) и в стенках остеонов (2)

 

Определяется четкое разделение границы зон сдвига и долома, поверхность разрушения на этих участках относительно гладкая и представлена мелкоячеистой (сетчатой) текстурой (рис.5-1). В месте разъединения кости вклинение отломков слабо выражено, контур разъединения – мелковолнистый (рис. 5-2).

кликните для увеличения
Рис 5. зона долома при ударе (увел. Х200) «мелкоячеистый» узор (1) и волнистый контур в месте разъединения кости (2)

 

ПОВРЕЖДЕНИЯ, ПРИЧИНЕННЫЕ МЕТОДОМ ДАВЛЕНИЯ

При исследовании образцов, поврежденных методом давления определяется принципиально иной характер разрушения.

Общая траектория разрушения поперечная с формированием сглаженного рельефа поверхности. Текстура излома на всем протяжении мелкобугристая и переход зоны разрыва в сдвиг выражен нечетко.

Распространение зоны разрыва занимает до 1/2 толщины кости. Разрушение принимает хаотичный характер, обходя на своем пути остеоны. Подтверждением этого факта являются микротрещины, которые концентрируются вокруг остеонов (рис.6).

кликните для увеличения
Рис.6 зона разрыва при давлении (увел. Х200) Концентрация микротрещин вокруг остеонов (указано стрелками)

 

В зоне сдвига вследствие скачкообразного характера разрушения образуется «подрытие» гаверсовых пластин остеонов (рис.7-1) с образованием мелких осколков («костная пыль») (рис.7-2). Так же, как и в зоне разрыва, при сдвиговом участии разрушений, концентрация микроразрушений костной ткани более выражена вокруг остеонов гаверсовых каналов (рис.8).

кликните для увеличения кликните для увеличения
Рис.7 зона сдвига при давлении (увел. Х200) «подрытие» гаверсовых пластин (1), «костная пыль» (2) Рис.8 зона сдвига при давлении (увел. Х200) Эффект «негатив» Концентрация микроразрушений остеонов (указано стрелками)

Медленный изгиб формирует слабовыраженный переход разрушения на границе сдвига и долома. За счет глубокого вклинения в зоне долома образуется «подрытие» и козырькоподобный выступ, а также зубчатый контур в месте разъединения кости (рис.9-1). Текстура в зоне долома представлена мозаикой микротрещин в виде «шевронного узора» - «ветви дерева» [4] (рис.9-2).

кликните для увеличения
Рис 9. зона долома при давлении (увел. Х200) «шевронный» узор на фоне рубца (2) и зубчатый контур в месте разъединения кости (1)

 

Таблица 1.

Дифференциально-диагностические признаки повреждений костей при различных способах внешнего воздействия.

признаки

удар

давление

1

общее направление разрушения

косопродольное

более поперечное

2

общий вид поверхности разрушения

шероховатая

сглаженная

3

распространение зоны разрыва

от 1/3 до 1/8 толщины кости

до 12 толщины кости

4

текстура в зоне разрыва

крупнобугристая

мелкобугристая

5

граница перехода разрыва в сдвиг

четкая

слабовыраженная

6

сколы гаверсовых пластин остеонов

в зоне сдвига

отсутствуют

7

текстура в зоне сдвига

в виде острых углов, вершинами навстречу разрушению

в виде гребней, параллельных друг другу

8

разрушение остеона

через гаверсовы пластины

вокруг гаверсовых пластин

9

Выраженность границы сдвига и долома

четкая

слабовыраженная

10

Вклинение отломков в месте разъединения

мелкое

глубокое

11

контур края зоны долома

волнистый

зубчатый

12

Вид текстуры в зоне долома

мелкоячеистый

«шевронный узор»

Т.о. в зависимости от способа внешнего воздействия (удар или давление) образуется неодинаковая морфология поверхности разрушения, что позволяет проводить дифференциальную диагностику различных способов нагружения повреждений в случае ее мелкой фрагментации.

Список литературы:

•  Бахметьев В.И. Множественные переломы длинных трубчатых костей нижних конечностей при травме тупыми предметами: автореф. дис. … д-ра. мед. наук/ В.И.Бахметьев.; Самара, 1992. – 22 с.

•  Гордеева Т.А. Анализ изломов при оценке надежности материалов./ Т.А.Гордеева, И.П.Жегина – М.: Машиностроение, 1972.- 178 с.

•  Крюков В.Н., Галлиев Б.Х., Сальников Ю.К. Установление видов деформации и разрушений при исследовании отломков костей/ В.Н.Крюков, Б.Х.Галиев, Ю.К.Сальников// Судебно-медицинская экспертиза. - 1986. - №2. – С.28-31.

•  Нагорнов М.Н. Морфология излома костей при разрушении деформации растяжения в области фронта трещины/ М.Н.Нагорнов// Современные вопросы судебной медицины и экспертной практики. – Ижевск. - 1991. – С.97-99

•  Фрейдлин С.Я. Дальнейшие исследования по статистике переломов костей./ С.Я.Фрейдлин// Ортопедия, травматология и протезирование. – 1971. - №7. – С.58-64

•  Янковский В.Э. К вопросу об определении механизмов образования переломов./В.Э.Янковский// Актуальные вопросы судебной медицины и экспертной практики. – Барнаул. - 1988. – С. 11-17.

 

похожие статьи

Некоторые особенности судебномедицинской экспертизы при механических повреждениях тела / Захарова О.А., Рубинчик М.М. // Судебно-медицинская экспертиза. — 1965. — №3. — С. 24-27.

Актуальные проблемы судебно-медицинской экспертизы детской травмы / Ковалев А.В., Козлова Т.П. // Судебно-медицинская экспертиза. — 2013. — №6. — С. 9-10.

Влияние агонального периода и алкогольной интоксикации на морфологическую картину гипоталамо-гипофизарной системы (ГГС) при механической травме / Локтев В.Е. // Судебно-медицинская экспертиза. — 1976. — №3. — С. 12-16.

Твердость травмирующего объекта и объем разрушения (на примере изучения повреждений головы) / Шадымов А.Б., Казымов М.А. // Судебно-медицинская экспертиза. — 2014. — №2. — С. 36-38.

Судебно-медицинская оценка наследственной предрасположенности к тромбофилии в случаях тромботических осложнений механической травмы / Березовский Д.П., Варавва Т.А., Фалеева Т.Г., Пиголкин Ю.И., Корниенко И.В. // Судебно-медицинская экспертиза. — 2014. — №1. — С. 22-25.

О зависимости повреждений черепа при травме тупыми предметами от его формы / Мищенко Ж.Д. // Судебно-медицинская экспертиза. — 1977. — №4. — С. 16-24.

Объем повреждения как групповой (общий) признак при идентификации тупого травмирующего предмета / Дебой Н.Н. // Мат. VI Всеросс. съезда судебных медиков. — М.-Тюмень, 2005. — №. — С. .

Судебно-медицинская характеристика и оценка повреждений тупыми твердыми предметами : лекция / Бедрин Л.М. — 1989.

Идентификация тупых травмирующих предметов по переломам костей черепа и влияние головных уборов / Заславский Г.И. // Судебно-медицинская экспертиза. — 1972. — №1. — С. 11-13.

Возрастные особенности структуры смертельной сочетанной травмы у детей / Попов В.Л., Караваев В.М. // Судебно-медицинская экспертиза. — 2012. — №4. — С. 4-9.

Современные представления о структуре костной ткани: новые методы исследования и возможности использования в судебной медицине / Конев В.П., Шестель И.Л., Московский С.Н. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2016. — №2. — С. 40-44.

Методика определения механизма и условий образования перелома / Янковский В.Э. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2017. — №1. — С. 23-27.

Дифференциальная диагностика условий образования перелома методом математического моделирования / Леонов С.В., Пинчук П.В., Крупин К.Н., Панфилов Д.А. // Медицинская экспертиза и право. — 2017. — №1. — С. 24.

О сопротивляемости реберных хрящей к ударной нагрузке / Селезнев С.А. // Судебно-медицинская экспертиза. — 1965. — №3. — С. 27-29.

Регенерация при переломах нижней челюсти на фоне дисплазии соединительной ткани, судебно-медицинская оценка / Дмитриев В.В., Конев В.П., Московский С.Н., Сулимов А.Ф. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2015. — №3. — С. 14-17.

авторы

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

последние поступления в библиотеку

Особенности танатогенеза при смерти от острой интоксикации этанолом / Зороастров О.М. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2016. — №3. — С. 42-44.

Предпосылки для изменения процесса проведения клинико-анатомического анализа на современном этапе / Ерофеев С.В., Козырев В.А. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2016. — №3. — С. 35-41.

Использование методов многомерного статистического анализа для верификации отравлений этанолом с учетом форм алкогольной болезни печени / Травенко Е.Н., Породенко В.А. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2016. — №3. — С. 30-34.

Гистологическая оценка межклеточных контактов кардиомиоцитов при ишемии миокарда / Савченко С.В., Новоселов В.П., Морозова А.С., Скребов Р.В., Грицингер В.А., Агеева Т.А., Воронина Е.И., Ершов К.И. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2016. — №3. — С. 26-29.

Исследование ассоциации rs1799864 гена CCR2, rs187238 гена IL18, rs1799983 гена NOS3 с внезапной сердечной смертью / Иванова А.А., Максимов В.Н., Иванощук Д.Е., Орлов П.С., Новоселов В.П., Малютина С.К., Воевода М.И. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2016. — №3. — С. 20-25.