Вероятность перелома шейки бедра определяется не только плотностью кости
10.07.2026
Когда человек — особенно пожилой — при падении получает перелом, то чаще всего он случается в шейке бедренной кости, узком участке непосредственно под тазобедренным суставом. Объясняют это возрастным уменьшением плотности кости.
Если же рассматривать саму шейку бедра, то большинство переломов происходит в её верхней части, где кость гораздо более пористая, чем в нижней, но подобный сценарий наблюдается не в ста процентах случаев: иногда шейка бедра ломается, даже не будучи пористой.
Учёные Института Пауля Шеррера (PSI) выявили возможную тому причину, применив специальные рентгеновские анализы с использованием источника синхротронного излучения SLS в PSI и измерений на шведском синхротроне MAX IV. Они обнаружили изменение наноструктуры кости.
Научная группа под руководством Марианны Либии из Центра фотонных наук PSI использовала новую методику визуализации для изучения двух образцов костной ткани от 78 различных шеек бедренной кости. В каждом случае один образец был взят с верхней, а другой с нижней части одной и той же шейки бедра.
Образцы были получены в Бернском университете, специалисты которого в рамках совместного исследовательского проекта приняли участие в анализе.
Результаты исследования опубликованы на сервере препринтов bioRxiv.
Применённый метод сокращённо называется SAXS-TT и сочетает анализ так называемых сигналов малоуглового рассеяния на основе изображения высокого разрешения, полученного с помощью рентгеновского излучения, с 3D-томографией, то есть съёмкой под разными углами. Последние 10 лет он разрабатывался в институте и применялся для анализа различных материалов, включая костную ткань.
Анализ образцов костной ткани из 78 различных шеек бедренной кости показал, что помимо более низкой плотности костной ткани в верхней части шейки бедра выделяется еще один фактор: коллагеновые волокна. Они входят в состав костной ткани и в тысячу раз тоньше волоса. Интересно, что в верхней части кости они проходят иначе, чем в нижней.
Если на нижней они залегают аккуратно и параллельно, позволяя эффективно амортизировать усилие, воздействующее на шейку бедра, то в верхней они заложены более беспорядочно, проходя под углом или даже пересекаясь крест-накрест, что делает всю структуру менее упругой.
«Кроме того, — говорит ведущий автор исследования Торн Тэнзер, докторант исследовательской группы Либии, — минеральные пластинки имеют другую форму и расположены нерегулярно». Минеральные пластинки в кости представляют собой крошечные ламели фосфата кальция, которые располагаются между коллагеновыми волокнами, стабилизируя их.
Предполагается, что расположение волокон и пластинок может влиять на прочность кости. «Мы хотим проверить эту гипотезу, проведя механические испытания на прочность шеек бедренных костей с различной структурой», — говорит Тэнзер. Это должно показать, действительно ли нерегулярная структура увеличивает риск перелома. «Затем мы сможем определить, в какой степени такие изменения наноструктуры связаны с возрастом».
