Termi ”luu” viittaa materiaaliperheeseen, jolla on monimutkaisia hierarkkisesti organisoituneita rakenteita. Nämä rakenteet ovat ensisijaisesti sopeutuneet erilaisiin mekaanisiin toimintoihin, joita luu täyttää. Tässä tarkastelemme yhden luun rakennetyypin, lamelliluun, rakenne-mekaanisia suhteita. Tämä on yleisin tyyppi monissa nisäkkäissä, myös ihmisissä. Lamelliyksikkö koostuu viidestä alakerroksesta. Kukin alakerros on rivistö linjassa olevia mineralisoituneita kollageenifibrillejä. Näiden ryhmien suunnat vaihtelevat kussakin alakerroksessa sekä kollageenifibrillien akselien että kiderakenteiden suhteen siten, että muodostuu monimutkainen kiertynyt vanerin kaltainen rakenne. Lamellaarisen luun erityisiä toimintoja, toisin kuin muiden luutyyppien, ei voitu tunnistaa. Siksi ehdotetaan, että lamellirakenne on monikäyttöinen – luun materiaaliperheen ”betoni”. Kokeellisesti mitatut lamelliluun mekaaniset ominaisuudet osoittavat selvää anisotropiaa pitkien luiden akselin suuntaan nähden. Primaariluussa muodostuneiden lamelliyksiköiden yhdensuuntaisten rivien kimmo- ja murto-ominaisuuksien vertailu sekundaarisesti muodostuneessa luussa oleviin lieriön muotoisiin osteonirakenteisiin osoittaa, että suurin osa luontaisista mekaanisista ominaisuuksista on sisäänrakennettu lamellirakenteeseen. Osteonisen luun suurimmat edut ovat sen murtumisominaisuudet. Lamellirakenteeseen perustuva kimmoisien ominaisuuksien matemaattinen mallintaminen sekoitussääntöä käyttäen voi simuloida tarkasti mitattuja mekaanisia ominaisuuksia, mikä antaa paremman käsityksen lamelliluun rakenteen ja mekaniikan välisistä suhteista.
Localizador
Blog Network
