Ιατροδικαστική μελέτη αντοχής των οστών στην στατική φόρτιση
Authors: Γεωργιάδης Μηνάς 
Published: August 2021

Η αναγκαιότητα για ορθή απονομή δικαιοσύνης επιβάλλει την εκτίμηση της αντοχής των οστών, καθώς και την διερεύνηση της συμπεριφοράς τους, υπό την επίδραση συγκεκριμένων καταπονήσεων. Η Ιατροδικαστική επιστήμη, λοιπόν, καλείται από τους λειτουργούς της Θέμιδος να δώσει απαντήσεις στα ανωτέρω ερωτήματα, με εμπεριστατωμένο και επιστημονικά τεκμηριωμένο τρόπο. Στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι να συμβάλλει στην αντιμετώπιση των υφιστάμενων απαιτήσεων, με την μελέτη συγκεκριμένων κατηγοριών μακρών οστών και την εξαγωγή συμπερασμάτων για την μηχανική συμπεριφορά και την αντοχή τους. Τα μακρά οστά, τα οποία από πλευράς διαπλάσεως θεωρούνται σύνθετα υλικά, ανομοιογενή, ανισότροπα, κοκκώδη με ιδιότητες ακόμη αυτές της αυτοεπισκευής και αυτοπροσαρμογής, ευρισκόμενα κάτω από συνθήκες βίας υφίστανται λύση της συνέχειάς τους. Ο προσδιορισμός της απαιτούμενης βίας για την πρόκληση της οστικής συντριβής (λύση της συνέχειας αυτών) είναι αντικείμενο της παρούσης μελέτης. Τελικός σκοπός είναι η αξιοποίηση των συμπερασμάτων-αποτελεσμάτων στην ιατροδικαστική διερεύνηση σε προβλήματα που αφορούν και αναφέρονται ως σωματικές βλάβες. Δεδομένης της μεγάλης επιβάρυνσης που προκαλούν τα κατάγματα των μακρών οστών στην αιμοδυναμική ισορροπία του οργανισμού, όπως του βραχιονίου, μηριαίου και της κνήμης, τα επιλέξαμε για το σχεδίασμά του πειραματικού μας προτύπου. Πρόκειται για φυσιολογικά οστά γυναικών και ανδρών. Στο πρώτο μέρος αναλύονται οι βασικές έννοιες της μηχανικής των παραμορφώσιμων σωμάτων, οι οποίες απαιτούνται για την κατανόηση της εξέλιξης του φαινομένου έως τη θραύση του οστού, αλλά και τον προσδιορισμό της αντοχής του μέσα από τα πειραματικά αποτελέσματα. Ακόμα παρουσιάζονται και αναλύονται η μορφολογία, οι ιδιότητες και η συμπεριφορά των οστών, ενώ πραγματοποιείται και η κατάταξη των κακώσεων ανάλογα με το αίτιο που τις προκάλεσε (αιτιολογική διαίρεση), την βαρύτητά τους (Ιατροδικαστική διαίρεση) και την μορφολογία (μορφολογική διαίρεση). Το στατιστικό δείγμα της παρούσης μελέτης αποτελείται συνολικά από ενενήντα (90) οστά με την εξής κατανομή: Δεκαπέντε (15) βραχιόνια οστά ανδρών. Δεκαπέντε (15) μηριαία οστά ανδρών. Δεκαπέντε ( 15) κνημιαία οστά ανδρών. Δεκαπέντε (15) βραχιόνια οστά γυναικών. Δεκαπέντε ( 15) μηριαία οστά γυναικών. Δεκαπέντε (15) κνημιαία οστά γυναικών. Η παράμετρος του φύλου, θεωρήθηκε αναγκαία, για την μελέτη επειδή η οστική μάζα διαμορφώνεται από ξεχωριστούς ελεγκτικούς μηχανισμούς ανάμεσα στα δύο φύλα και επομένως οι μηχανικές ιδιότητες των οστών μεταξύ ανδρών και γυναικών διαφέρουν. Τα υπό μελέτη οστά προέρχονται από πτωματικούς δότες καλής σωματικής διάπλασης, των οποίων τα όρια ηλικίας ποικίλουν. Έτσι τα βραχιόνια οστά των γυναικών ανήκουν σε άτομα ηλικίας 27-66 χρόνων, ενώ τα αντίστοιχα των ανδρών σε ηλικίες 29-67 χρόνων. Τα μηριαία οστά των γυναικών ανήκουν σε ηλικίες 25-67 χρόνων, ενώ τα αντίστοιχα των ανδρών σε ηλικίες 26-69 χρόνων. Τα κνημιαία οστά των γυναικών ανήκουν σε ηλικίες . 25-69 χρόνων, ενώ τα αντίστοιχα των ανδρών σε ηλικίες 24-72 χρόνων. Το ιατρικό ιστορικό αυτών, όσο ήταν δυνατόν να ελεγχθεί, είναι αρνητικό αναφορικά με νοσήματα μεταβολισμού των οστών, κακοήθη νοσήματα, νοσήματα του αίματος και γενικώς μεταβολικών διαταραχών, έτσι ώστε το στατιστικό δείγμα να είναι όσο το δυνατόν πιο αξιόπιστο. Μελετήθηκε το όριο θραύσης των αναφερομένων οστών. Η μελέτη αυτή έγινε στο εργαστήριο αντοχής υλικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Χρησιμοποιήθηκε η διάταξη αμφιερείστου δοκού, με μοναχικό φορτίο στη μέση του ανοίγματος, που συμπίπτει με τη μεσότητα της διάφυσης. Η φόρτιση ήταν στατική και ελεγχόμενη. Σε κάθε πείραμα εφαρμόσθηκε διαδοχικά αυξανόμενο φορτίο, μέχρι του ορίου θραύσεως του δοκιμίου. Λεπτομέρειες για την εφαρμογή της διάταξης της αμφιέρειστης δοκού, της επιλογής της φόρτισης, αλλά και για την υδραυλική μηχανή με την οποία πραγματοποιήθηκαν οι πειραματικές διαδικασίες παρουσιάζονται τόσο στο ειδικό μέρος, όσο και στη συζήτηση. Τέλος, για την στατιστική επεξεργασία των πειραματικών μετρήσεων έγινε χρήση, είτε της βέλτιστης ευθείας, είτε της ευθείας των μέσων τιμών για την γραφική επεξεργασία και την εξαγωγή απλών γραμμικών νόμων, οι οποίες αναλύονται διεξοδικά στο αντίστοιχο κεφάλαιο. Προκύπτει από την επεξεργασία των πειραματικών μετρήσεων ότι η τάση θραύσης είναι εξαρτώμενη της ηλικίας (φθίνει με την αύξηση της ηλικίας) και παρουσιάζει σταθερή διαφοροποίηση ανάλογα με το φύλο (σταθερά μεγαλύτερη τιμή για τους άνδρες).