Structure and biomechanics of the proximal end of the femur

  • K. Kazakov
Article
Received:
Accepted:
  • 97 Downloads

Summary

Specific peculiarities in the structure of the femoral head and neck were revealed as result of macroscopic, X-ray, and CT investigation of proximal femur specimens. The anteroposterior arrangement of the lamellae in the femoral head and neck, the thicker posterior cortex of the neck at the head-neck junction, and the zone of higher density in the structure of the head from anterosuperior pole to posteroinferior neck cortex have not been discussed in the literature so far. These peculiarities are produced by specific strain and stresses in the femoral head and subcapital neck. In the author's opinion this structure exists in order to bear bending stresses in the subcapital zone of the neck with anteroposterior direction. This should be taken into consideration when revealing the mechanism of subcapital fractures of the femoral neck in elderly people, and when methods for internal fixation of these fractures are criated. Further investigations are needed before final conclusions can be drawn.

Keywords

Femur Biomechanics Bone structure 

Structure et biomécanique de l'extrémité supérieure du fémur

Résumé

Le but de ce travail est d'étudier les particularités spécifiques dans la structure de la tête et du col fémoral. L'examen comporte une étude anatomique macroscopique, suivie par des examens radiologiques et un scanner.

Nous avons découvert une dislocation antéro-postérieure des lamelles osseuses du col et de la tête ainsi qu'un épanouissement du cortex postérieur dans la jonction tête/col. La zone la plus dense de ces lamelles partait du pôle antéro-supérieur de la tête se dirigeant vers le cortex postéro-inférieur du col fémoral. Ces particularités, que nous n'avons pas retrouvées décrites auparavant sont dues aux forces spécifiques qui agissent dans cette région.

Selon l'opinion de l'auteur le rôle de ces structures est la résistance contre les forces de flexion antéro-postérieure en zone sous-capitale. Ceci doit être pris en compte lors de l'élaboration de modèles mécaniques de la fracture sous-capitale du col fémoral chez les personnes âgées, ainsi que dans la création de méthodes de fixation interne. Les futures études nous aideront a prouver notre thèse.

Mots-clés

Fémur Biomécanique Structure osseuse 
This is a preview of subscription content, log in to check access.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    Brown R, Burnstein AH, Frankel VH (1982) Telemetring in vivo loads from nail-plate implants. J Biomechanics 15: 815–825Google Scholar
  2. 2.
    Charnley J (1979) Low friction arthroplasty of the hip. Theory and practice. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New YorkGoogle Scholar
  3. 3.
    Clawson DK, Melcher PJ (1975) Fractures and dislocations of the hip. In: Fractures, vol 2, Chap 14. Rockwood and Green/J.B. Lippincott, Philadelphia, Toronto, pp 1012–1028Google Scholar
  4. 4.
    Eftekhar NS (1979) Principles of total hip arthroplasty. Mosby, Saint-LouisGoogle Scholar
  5. 5.
    Frankel VH (1960) The femoral neck. Function, fracture mechanics, internal fixation. C.C. Thomas, Springfield, IllinoisGoogle Scholar
  6. 6.
    Frankel VH, Bornstein AH (1970) Orthopaedic biomechanics. Lea and Febiger, PhiladelphiaGoogle Scholar
  7. 7.
    Hirsch C, Frankel VH (1961) The reaction of the proximal femur to mechanical forces. In: Biomechanical studies of the musculoskeletal system, chap 4. C.C. Thomas, Springfield, Illinois, pp 68–80Google Scholar
  8. 8.
    Hirsch C (1965) Forces in the hip joint. I. In: Biomechanics and related bioengineering topics. Proceedings of symposium. Kenedi RM (eds) Pergamon Press, New York, pp 341–350Google Scholar
  9. 9.
    Koch JC (1917) The laws of bone architecture. Am J Anat 21: 177–298Google Scholar
  10. 10.
    Komatsu T (1988) Morfological studies of the upper end of the femur. II. Macroscopic, radiological, histological and histomorphometrical studies. J Jpn Orthop Ass 62: 101–113Google Scholar
  11. 11.
    Meyer von HG (1867) Die Architectur der spongiosa. Arch Anat Physiol 34: 615–628Google Scholar
  12. 12.
    Pauwels F (1935) Der Schenkelhalsbruch, ein mechanisches Problem. Enke, StuttgartGoogle Scholar
  13. 13.
    Watson-Jones R (1976) Fractures and joint injuries, 6th edn. Churchill Livingstone, New YorkGoogle Scholar
  14. 14.
    Wolff J (1870) Über die innere Architectur der Knochen und ihre Bedeutung für die Frage vom Knochenwachstum. Arch Pathol Anat 3: 389–449Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1997

Authors and Affiliations

  • K. Kazakov
    • 1
  1. 1.Clinic of TraumatologyUniversity HospitalSofiaBulgaria

Personalised recommendations