[en] In badly preserved cadavers and skeletal human remains, assessing the cause and circumstances of death constitutes a major challenge. Whereas cranial gunshot injuries have been well studied, reliable data on the fracture patterns in ballistic long bone trauma remains scarce. Yet, the correct interpretation of long bone fractures can be highly relevant for a better understanding of the circumstances surrounding death. More knowledge on the ballistic fracture pattern in human long bones is needed to render the forensic trauma interpretation and reconstruction more reliable. The main aim of this thesis was to gain more knowledge on the ballistic fracture pattern in human long bones. In addition, alternative surrogate and animal models were tested for their suitability to substitute human bones in gunshot trauma experiments. For this study real human bones, bone surrogates and animal bones were subjected to ballistic trauma. In total, 29 human bones, 16 femurs and 13 humeri, were collected from deceased adult body donors. As an alternative surrogate model two different polyurethane cylinders from Synbone®, 10 of each, were selected. As an alternative animal model, 4 femurs from female red deer were included. Each 10 human femurs and humeri, alongside all alternative models were embedded in Clear Ballistics Gel® to simulate soft tissue. The remaining 6 femurs and 3 humeri were shot without a soft tissue simulant. The shaft centre of all specimens was perpendicularly shot with a 9 mm Luger full metal jacket bullet at an impact velocity of 360 m/s from a distance of 2 m. The fractures were reconstructed and examined macroscopically. The fracture characteristics were defined for each sample group and compared between each other. A distinct ballistic fracture pattern in human long bones was characterised. Hereby, the cortical characteristics could be divided into entrance, exit and general traits. Despite some general similarities, neither of the two alternative models completely reproduced the fracture characteristics seen in the human bones. Comparing the two alternative models, the surrogate model revealed more significant differences to the human fracture than the animal model. With regard to comparisons among the human samples, some traits showed different occurrence values in relation to bone properties such as cortical thickness, shaft diameter or bone length. The presence of Clear Ballistics Gel® also influenced some characteristics. This thesis reveals new insights in the ballistic fracture pattern of long bones. Concerning the usage of alternative models for ballistic experiments, the findings call caution in extrapolating fracture characteristics to human bones. The deer femurs did mainly not permit an as precise fracture reconstruction as the human bones due to a massive fragmentation. The Synbone® surrogates showed different traits leading to the assumption of a different failure mechanism than real bone. The defined ballistic fracture pattern in human bones not only allows the interpretation of a gunshot injury, but also provides important information for event reconstructions due to the discrimination between bullet entrance and exit. All evaluated cortical traits were reproduced in both humeri and femurs. Nonetheless, some of the traits' occurrence values correlated with bone properties and the presence of ballistic gel, emphasising the relevance of using a soft tissue simulant in osseous gunshot experiments. The new evidence presented in this thesis may contribute to a clearer guidance to identify gunshot trauma in human long bones. This can be particularly valuable for forensic anthropologists and pathologists when investigating bone trauma in badly preserved cadavers or skeletonised remains that lack correlations with soft tissue findings. Nevertheless, due to the dynamic nature of gunshot incidents, more research is needed to evaluate to which extent the ballistic fracture pattern alters when ballistic variables and bone characteristics change.

[es] En el caso de cadáveres mal conservados y restos esqueléticos humanos, evaluar la causa y las circunstancias de la muerte es un desafío considerable. Aunque las lesiones por arma de fuego en el cráneo han sido bien estudiadas, los datos fiables sobre los patrones de fractura en traumas balísticos de huesos largos son escasos. Sin embargo, una correcta interpretación de estas fracturas es crucial para comprender mejor las circunstancias que rodean la muerte. El objetivo principal de esta tesis es ampliar el conocimiento sobre los patrones de fractura balística en huesos largos humanos. Además de determinar el modelo experimental más adecuado, se pretende definir un patrón característico de fractura asociado a este tipo de trauma. En este estudio se sometieron a trauma balístico huesos humanos reales, sustitutos sintéticos de huesos y huesos de animales. En total, se recolectaron 29 huesos humanos (16 fémures y 13 húmeros) de cuerpos de donantes adultos fallecidos. Como modelo alternativo de sustituto sintético, se seleccionaron dos tipos de cilindros de poliuretano de Synbone® (10 de cada uno). Además, se incluyeron 4 fémures de ciervo rojo hembra. Cada 10 fémures y húmeros humanos, junto con los modelos alternativos, se incluyeron en Clear Ballistics Gel® para simular el tejido blando. Los 6 fémures y 3 húmeros restantes se dispararon sin simulador de tejido blando. Todas las muestras se dispararon perpendicularmente en el centro de la diáfisis con una bala blindada completa de 9 mm Luger a una velocidad de impacto de 360 m/s desde una distancia de 2 m. Las fracturas se reconstruyeron y examinaron macroscópicamente. Se definieron las características de fractura para cada grupo de muestras. Se caracterizó un patrón distintivo de fractura balística en huesos largos humanos, con rasgos diferenciados de entrada, salida y generales en la cortical. Ninguno de los modelos alternativos reprodujo completamente las características observadas en los huesos humanos. El modelo de sustituto mostró diferencias más significativas con respecto a las fracturas humanas que el modelo animal. Entre las muestras humanas, algunos rasgos mostraron variaciones en relación con las propiedades óseas como el grosor cortical, el diámetro de la diáfisis y la longitud del hueso. La presencia de gel balístico también influyó en algunas características. Esta tesis aporta nuevos conocimientos sobre los patrones de fractura balística en huesos largos. Los hallazgos sugieren precaución al extrapolar las características de fractura observadas en modelos alternativos a los huesos humanos. Los fémures de ciervo no permitieron una reconstrucción precisa de las fracturas debido a una fragmentación masiva, mientras que los sustitutos de Synbone® mostraron rasgos diferentes a los del hueso real. El patrón de fractura balística caracterizado en huesos humanos no solo facilita la interpretación de lesiones por arma de fuego, sino que también proporciona información valiosa para la reconstrucción de eventos, diferenciando claramente entre la entrada y salida de la bala. Todos los rasgos corticales evaluados se reprodujeron tanto en húmeros como en fémures. Sin embargo, algunos rasgos se correlacionaron con propiedades óseas específicas y la presencia de gel balístico, subrayando la importancia de utilizar simuladores de tejido blando en estos experimentos. Los resultados de esta investigación pueden contribuir a una guía más clara para identificar el trauma por arma de fuego en huesos largos humanos, lo cual es particularmente valioso para antropólogos forenses y patólogos al investigar traumas en cadáveres en avanzado estado de descomposición o restos esqueléticos. No obstante, dada la naturaleza dinámica de los incidentes con armas de fuego, se requiere más investigación para evaluar cómo varían los patrones de fractura balística con diferentes variables balísticas y características óseas.