Tegnet “knogle” refererer til en familie af materialer, der har komplekse hierarkisk organiserede strukturer. Disse strukturer er primært tilpasset de mange forskellige mekaniske funktioner, som knogle opfylder. Her gennemgår vi de struktur-mekaniske relationer for en knoglestrukturtype, lamelknogle. Dette er den mest udbredte type i mange pattedyr, herunder mennesker. En lamellær enhed er sammensat af fem underlag. Hvert underlag er en række af justerede mineraliserede kollagenfibriller. Orienteringen af disse rækker er forskellig i hvert enkelt underlag med hensyn til både kollagenfibrillernes akser og krystallagene, således at der dannes en kompleks roteret krydsfinerlignende struktur. Der kunne ikke identificeres specifikke funktioner for lamellær knogle i modsætning til de andre knogletyper. Det foreslås derfor, at den lamellære struktur er multifunktionel – “betonen” i knoglefamilien af materialer. Eksperimentelt målte mekaniske egenskaber af lamelknogle viser en tydelig anisotropi i forhold til akse-retningen af lange knogler. En sammenligning af de elastiske og ultimative egenskaber af parallelle rækker af lamellære enheder, der er dannet i primær knogle, med cylindrisk formede osteonale strukturer i sekundært dannet knogle viser, at de fleste af de iboende mekaniske egenskaber er indbygget i den lamellære struktur. De største fordele ved osteonal knogle er dens brudegenskaber. Matematisk modellering af de elastiske egenskaber baseret på den lamellære struktur og ved hjælp af en regel-of-mixtures-tilgang kan nøje simulere de målte mekaniske egenskaber, hvilket giver større indsigt i de struktur-mekaniske relationer i lamellær knogle.
Localizador
Blog Network
