Die Begriffe „weicher Knochen“ und „harter Knochen“ entsprechen spongiöser (schwammiger/trabekulärer) Knochensubstanz und kortikaler (kompakter) Knochensubstanz, beziehungsweise. Beide sind in jedem Knochen vorhanden; ihre Verteilung spiegelt mechanische Anforderungen wider.
Spongiöse (schwammige) Knochensubstanz
- Struktur: Netzwerk von Trabekeln (Platten/Stäbe) mit offenen Räumen, gefüllt mit Knochenmark. Hoher Oberflächen-/Volumenverhältnis.
- Zusammensetzung: 15–25% Knochenvolumenfraktion. Typ-I-Kollagen + Hydroxylapatit. Weniger mineralisiert als Kortikalis.
- Lokalisation: Epiphysen/Metaphysen langer Knochen, Wirbelkörper, Becken, Rippen, Schädel-Diplöe.
- Funktion: Metabolisch: Hoher Umschlag, große Oberfläche für Mineralaustausch. Mechanisch: Absorbiert/verteilt kompressive Lasten (Stoßdämpfung). Hämatopoetisch: Rotes Mark-Standort.
Kortikale (kompakte) Knochensubstanz
- Struktur: Dichte, konzentrische Lamellen, organisiert in Osteonen (Havers-Systeme) mit zentralen Kanälen (Blutgefäße, Nerven). Niedrige Porosität (5–10%).
- Zusammensetzung: Hoch mineralisiert. Hohe Steifigkeit, Festigkeit.
- Lokalisation: Diaphysen (Schäfte) langer Knochen, äußere Schale aller Knochen.
- Funktion: Strukturell: Widersteht Biegung, Torsion, axialen Lasten. Schutz: Schädel, Rippenkorb. Hebel: Muskelansatz. Mineralreservoir: Kalzium/Phosphat-Homöostase.
Wichtige Unterschiede
| Eigenschaft | Spongiöse (schwammig) | Kortikale (kompakt) |
|---|
| Porosität | 75–85% | 5–10% |
| Oberfläche | Hoch | Niedrig |
| Umschlagrate | Hoch (25%/Jahr) | Niedrig (3%/Jahr) |
| Festigkeit (pro Volumen) | Niedriger | Höher |
| Primäre Last | Kompression | Biegung, Torsion, Zug |
| Mark | Rot (hämatopoetisch) | Gelb (adipös) bei Erwachsenen |
Klinische Relevanz
- Osteoporose: Bevorzugter spongiöser Verlust → Wirbelkörperfrakturen, distale Radiusfrakturen.
- Implantatfixation: Schrauben stützen auf kortikale Halt; Zement ergänzt spongiöse.
- Knochenbiopsie: Iliackamm (spongiös) für Histomorphometrie.
