Группа исследователей во главе с доцентом кафедры машиностроения Клэр Асеведо считает, что кости пожилого человека, скажем, старше 50 лет, становятся более восприимчивыми к переломам из-за повторяющегося стресса от повседневных действий, таких как ходьба, создавая микроповреждения, которые влияют на качество кости. Это контрастирует с распространенным мнением о том, что переломы костей у пожилых людей в значительной степени происходят из-за одного сильного удара или силы, воздействующей на кость, например, падения.«На самом деле все начинается с небольшой микротрещины, которая со временем растет при повторяющейся нагрузке», — говорит Клэр Асеведо, которая только что поступила на факультет инженерного факультета Университета Юты. «Вам нужно делать что-то вроде ходьбы или движения, а трещина медленно распространяется.
В какой-то момент оставшееся поперечное сечение кости, которая все еще соединена, становится слишком малой и внезапно ломается».В этом случае такие переломы у пожилых людей будут скорее причиной падения, чем результатом падения.Исследование «Усталость как недостающее звено между хрупкостью костей и переломами» было опубликовано в Интернете на этой неделе в последнем выпуске журнала Nature Biomedical Engineering.Асеведо говорит, что теория о том, что «циклические нагрузки» (повторяющиеся и колеблющиеся нагрузки) могут вносить больший вклад в переломы костей, аналогична изучению структур и искусственных материалов.
Этот тип напряжения в конструкциях и материалах привел к росту катастрофических аварий на рубеже 20-го века и привел к развитию «механики разрушения».«В специально разработанных материалах и конструкциях циклическая усталость является наиболее распространенной причиной отказа», — пишет Асеведо, изучающий переломы и нагрузку на скелетную ткань. «Циклическая усталость составляет более 80 процентов всех отказов, приводящих к катастрофическим и внезапным авариям, таким как отказ железнодорожных осей, обрушение металлических мостов, отказ судов и трещины в планерах и двигателях самолетов».
Исследование основано на изучении не только минеральной плотности кости (костной массы), но и ее качества, в частности, насколько хорошо деформируется коллаген, обеспечивающий пластичность кости, чтобы противостоять переломам. И чем старше человек становится, тем больше у него микроповреждений со временем накапливается и тем слабее становятся кости.«Качество костей гораздо важнее, чем мы думали», — говорит она. «Старые кости постепенно теряют свои механические свойства, способность к самовосстановлению и восстанавливать качество кости, чтобы предотвратить образование перелома».«Усталость действительно важна, и качество костей действительно важно.
Мы должны изменить свое мнение по этому поводу», — говорит она. «Нам нужно изменить наш подход к изучению этого, а не просто смотреть на эффект одной нагрузки, если мы хотим предотвратить такие переломы и связанный с ними высокий риск смерти».