, Volume 164, Issue 2, pp 123-136

Festigkeit und Kraft-Längenänderungs-Verhalten der Strecksehnen des menschlichen Fußes

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Summary

We have performedin vitro experiments on about 200 human extensor tendons of the foot with an electronic tensile testing machine. The force (load) elongation behaviour under traction was examined. The complete force elongation diagram shows a lower non linear initial part (toe part) with an adjacent approximately linear domain. A short upper non linear part follows and then a maximum. Preceding the maximum, sometimes immediately after it, and regularly in the sequel the breaking process of the tendon occurs, which can be recognized in the diagram as peaks, depressions and step-like intervals. Points and their coordinates were determined in the diagrams. The statistical analysis resulted in the following values: Ultimate tensile strength (maximum load) of the tendon of the long extensor hallucis (I) 54.6 kp, long extensor digitorum (II) 20.2 kp, (III) 23.9 kp, (IV) 25.8 kp, (V) 21.7 kp. The average cross-sectional area of the long extensor tendon to the first toe in the region of the distal end of the first metatarseal bone was 5.49 mm2, the ultimate tensile stress of this tendon was 9.9 mm2. The tangent modulus (slope of the load elongation curve in the approximately proportional part in the physical dimension of kp/mm (kilopond per millimeters) amounted to the following values: Tendon No. I 20.7; II 8,1; III 11.1; IV 11.9 and V 9.5. The average values of additional measures were described.

Zusammenfassung

Mit einer elektronischen Zugprüfmaschine untersuchten wir an etwa 200 menschlichen Strecksehnen vom Fuß die Festigkeit und das Kraft-Längenänderungs-Verhalten unter Zug. Das vollständige Kraft-Längenänderungs-Diagramm zeigt einen unteren nichtlinearen Anfangsteil, an den sich ein fast linearer Bereich anschließt. Darauf folgt ein kurzer oberer nichtlinearer Teil und dann ein Maximum. Vor, gelegentlich unmittelbar nach dem Maximum und regelmäßig im weiteren Verlauf spielt sich der Zerreißvorgang (Bruchvorgang) der Sehnen ab, im Diagramm erkennbar in Form von Zacken, Einsenkungen und Stufen. Auf den Diagrammen wurden Punkte und ihre Koordinaten bestimmt. Die statistische Analyse ergab folgende Werte: Reißfestigkeit (Höchstkraft) der Sehne des M. extensor hallucis longus (I) 54,6 kp, M. extensor digitorum longus (II) 20,2 kp, (III) 23,9 kp, (IV) 25,8 kp, (V) 21,7 kp. Der durchschnittliche Querschnitt der Sehne der langen Großzehenstrecksehne, gemessen über dem distalen Ende des I. Mittelfußknochens, beträgt 5,49 mm2 und somit die Zugfestigkeit dieser Sehne 9,9 kp/mm2. Die prozentualen Dehnungen der Sehnen, gemessen vom Zustand völliger Entspannung nach Vorbelastung (preconditioning) an bis zur Höchstkraft, ergaben auffallend große Werte. Der Tangentenmodul (Steigung der Kraft-Längenänderungs-Kurve im fast linearen Bereich) in der Maßeinheit kp/mm2 betrug für die Sehne Nr. I 20,7; II 8,1; III 11,1; IV 11,9 und V 9,5. Durchschnittswerte weiterer Messungen wurden beschrieben.