ทราเบคูล่า
การสลับรูปแบบของเนื้อกระดูกพรุนในกระดูกต้นขา สะท้อนถึงแรงกดทางกล
รายละเอียด
ส่วนหนึ่งของ	กระดูก
ตัวระบุ
เอฟเอ็มเอ	85273
ศัพท์ทางกายวิภาคศาสตร์

ทราเบคูลา ( พหูพจน์ : ทราเบคูเลมาจากภาษาละตินแปลว่า 'คานเล็ก') คือ องค์ประกอบของ เนื้อเยื่อ ขนาดเล็ก มักมีขนาดเล็กมากจนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า มีลักษณะเป็น คานแท่งหรือ แกน เล็กๆที่รองรับหรือยึดโครงสร้างของส่วนต่างๆ ภายในร่างกายหรืออวัยวะ^{[ 1 ] [ 2 ]}โดยทั่วไปแล้ว ทราเบคูลามีหน้าที่ทางกล และมักประกอบด้วย เนื้อเยื่อ คอลลาเจน หนาแน่น (เช่นทราเบคูลาของม้าม ) นอกจากนี้ยังอาจประกอบด้วยวัสดุอื่นๆ เช่น กล้ามเนื้อและกระดูก ในหัวใจกล้ามเนื้อจะก่อตัวเป็นทราเบคูเลคาร์เนียและทราเบคูเลเซปโตมาร์จินัล [ ^{3 ]}และ ส่วนยื่นของ ห้องหัวใจด้านซ้ายมีโครงสร้างเป็นท่อที่มีทราเบคู^{ลา[ 4 ]}

กระดูกฟองน้ำเกิดจากการรวมกลุ่มของเนื้อเยื่อกระดูกที่เป็นร่างแห ในภาพตัดขวาง ร่างแหของกระดูกฟองน้ำอาจดูคล้ายกับผนังกั้นแต่ในสามมิติแล้ว รูปทรงของร่างแหจะแตกต่างกัน โดยร่างแหจะมีรูปร่างคล้ายแท่งหรือเสา ส่วนผนังกั้นจะมีรูปร่างคล้ายแผ่น

เมื่อเส้นใยกระดูกอ่อนพาดผ่านช่องว่างที่เต็มไปด้วยของเหลว เส้นใยเหล่านี้อาจทำหน้าที่ต้านทานแรงดึง (เช่นในอวัยวะเพศชายดูตัวอย่างเช่นเส้นใยกระดูกอ่อนของคอร์ปัสคาเวอร์โนซาและเส้นใยกระดูกอ่อนของคอร์ปัสสปอนจิโอซัม ) หรือทำหน้าที่เป็นตัวกรองเซลล์ (เช่นในตาข่ายเส้นใยกระดูกอ่อนของดวงตา )

กระดูกเทรเบคูลาร์ หรือที่เรียกว่ากระดูกแคนเซลลัสเป็นกระดูกพรุนที่ประกอบด้วยเนื้อเยื่อกระดูกแบบเทรเบคูลาร์ พบได้ที่ปลายกระดูกยาว เช่น กระดูกต้นขา ซึ่งกระดูกนั้นไม่ได้เป็นเนื้อเดียวกัน แต่เต็มไปด้วยรูพรุนที่เชื่อมต่อกันด้วยแท่งและแผ่นเนื้อเยื่อกระดูกบางๆ^{[ 5 ]}รูพรุน (ปริมาตรที่ไม่ได้ถูกครอบครองโดยตรงโดยกระดูกเทรเบคูลาร์) เรียกว่าช่องว่างระหว่างเทรเบคูลาร์และเป็นที่อยู่ของไขกระดูก แดง ซึ่งเป็นที่สร้างเซลล์เม็ดเลือดทั้งหมด รวมถึงเนื้อเยื่อเส้นใย แม้ว่ากระดูกเทรเบคูลาร์จะมีช่องว่างระหว่างเทรเบคูลาร์จำนวนมาก แต่ความซับซ้อนเชิงพื้นที่ของมันทำให้มีความแข็งแรงสูงสุดโดยมีมวลน้อยที่สุด เป็นที่ทราบกันดีว่ารูปร่างและโครงสร้างของกระดูกเทรเบคูลาร์ได้รับการจัดระเบียบเพื่อต้านทานแรงที่เกิดจากกิจกรรมการทำงานต่างๆ ได้อย่างเหมาะสม เช่น การกระโดด การวิ่ง และการนั่งยองๆ และตามกฎของวูล์ฟที่เสนอในปี 1892 รูปร่างภายนอกและสถาปัตยกรรมภายในของกระดูกถูกกำหนดโดยแรงภายนอกที่กระทำต่อมัน^{[ 6 ]}โครงสร้างภายในของกระดูกเทรเบคูลาร์จะมีการเปลี่ยนแปลงปรับตัวตามทิศทางของแรงก่อน จากนั้นรูปร่างภายนอกของกระดูกคอร์ติคัลจะมีการเปลี่ยนแปลงรองลงมา ในที่สุดโครงสร้างกระดูกจะหนาและแน่นขึ้นเพื่อต้านทานแรงภายนอก

เนื่องจากการผ่าตัดเปลี่ยนข้อเทียมมีมากขึ้น และส่งผลกระทบต่อการปรับโครงสร้างกระดูก การทำความเข้าใจกระบวนการปรับตัวและเกี่ยวข้องกับความเครียดของกระดูกพรุนจึงกลายเป็นประเด็นสำคัญสำหรับนักสรีรวิทยาของกระดูก เพื่อให้เข้าใจบทบาทของกระดูกพรุนในโครงสร้างกระดูกที่เปลี่ยนแปลงตามอายุ และในการออกแบบระบบปลูกถ่ายกระดูก จึงจำเป็นต้องศึกษาคุณสมบัติทางกลของกระดูกพรุนโดยพิจารณาจากตัวแปรต่างๆ เช่น ตำแหน่งทางกายวิภาค ความหนาแน่นของกระดูก และปัญหาที่เกี่ยวข้องกับอายุ ปัจจัยทางกลต่างๆ รวมถึงโมดูลัส ความแข็งแรงในแนวแกนเดียว และคุณสมบัติความล้า ต้องนำมาพิจารณาด้วย

โดยทั่วไป เปอร์เซ็นต์ความพรุนของกระดูกเทรเบคูลาร์จะอยู่ในช่วง 75–95% และความหนาแน่นอยู่ในช่วง 0.2 ถึง 0.8 กรัม/ซม^{³ [ 7 ]} เป็นที่ทราบกันดีว่าความพรุนสามารถลดความแข็งแรงของกระดูก ได้แต่ยังลดน้ำหนักของกระดูกลงด้วย ความพรุนและลักษณะของโครงสร้างความพรุนส่งผลต่อความแข็งแรงของวัสดุ ดังนั้น โครงสร้างจุลภาคของกระดูกเทรเบคูลาร์จึงมักมีทิศทาง และ "เม็ด" ของความพรุนจะเรียงตัวในทิศทางที่ความแข็งและความแข็งแรงเชิงกลสูงสุด เนื่องจากทิศทางของโครงสร้างจุลภาค คุณสมบัติเชิงกลของกระดูกเทรเบคูลาร์จึงมีความไม่สม่ำเสมอสูง ช่วงของโมดูลัสของยังสำหรับกระดูกเทรเบคูลาร์คือ 800 ถึง 14,000 MPa และความแข็งแรงของการแตกหักคือ 1 ถึง 100 MPa

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น คุณสมบัติทางกลของกระดูกเทรเบคูลาร์มีความไวต่อความหนาแน่นที่ปรากฏมาก ความสัมพันธ์ระหว่างโมดูลัสของกระดูกเทรเบคูลาร์และความหนาแน่นที่ปรากฏได้รับการพิสูจน์โดย Carter และ Hayes ในปี 1976 ^{[ 8 ]}สมการที่ได้ระบุว่า:

${\displaystyle E=a+b\cdot \rho ^{c}}$

โดยที่แทนค่าโมดูลัสของกระดูกเทรเบคูลาร์ในทิศทางการรับแรงใดๆแทนความหนาแน่นที่ปรากฏ และและเป็นค่าคงที่ที่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของเนื้อเยื่อ ${\displaystyle E}$${\displaystyle \rho }$${\displaystyle a,}$${\displaystyle b,}$${\displaystyle c}$

จากการใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน พบว่าความแปรผันของโครงสร้างกระดูกพรุนในบริเวณกายวิภาคที่แตกต่างกันส่งผลให้ค่าโมดูลัสแตกต่างกัน เพื่อทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้าง-แอนไอโซโทรปีและคุณสมบัติของวัสดุ จำเป็นต้องเชื่อมโยงคุณสมบัติทางกลที่วัดได้ของตัวอย่างกระดูกพรุนแอนไอโซโทรปีกับคำอธิบายเชิงสเตอริโอโลยีของโครงสร้าง^{[ 6 ]}

ความแข็งแรงในการรับแรงอัดของกระดูกเทรเบคูลาร์มีความสำคัญมากเช่นกัน เนื่องจากเชื่อกันว่าความล้มเหลวภายในของกระดูกเทรเบคูลาร์เกิดจากแรงกดอัด บนเส้นโค้งความเค้น-ความเครียดสำหรับทั้งกระดูกเทรเบคูลาร์และกระดูกคอร์ติคัลที่มีความหนาแน่นปรากฏต่างกัน จะมีสามขั้นตอนในเส้นโค้งความเค้น-ความเครียด ขั้นตอนแรกคือบริเวณเชิงเส้นที่เทรเบคูลาร์แต่ละอันโค้งงอและถูกกดอัดเมื่อเนื้อเยื่อส่วนใหญ่ถูกกดอัด^{[ 6 ]}ขั้นตอนที่สองเกิดขึ้นหลังจากจุดคราก ซึ่งพันธะของเทรเบคูลาร์เริ่มแตกหัก และขั้นตอนสุดท้ายคือขั้นตอนการแข็งตัว โดยทั่วไปแล้ว บริเวณเทรเบคูลาร์ที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าจะมีการเสียรูปมากกว่าก่อนที่จะแข็งตัวเมื่อเทียบกับตัวอย่างที่มีความหนาแน่นสูงกว่า^{[ 6 ]}

โดยสรุป กระดูกเทรเบคูลาร์มีความยืดหยุ่นสูงและไม่สม่ำเสมอ ลักษณะที่ไม่สม่ำเสมอนี้ทำให้ยากที่จะสรุปคุณสมบัติทางกลทั่วไปของกระดูกเทรเบคูลาร์ ความพรุนสูงทำให้กระดูกเทรเบคูลาร์มีความยืดหยุ่น และความแปรผันขนาดใหญ่ในโครงสร้างนำไปสู่ความไม่สม่ำเสมอสูง ค่าโมดูลัสและความแข็งแรงแปรผกผันกับความพรุนและขึ้นอยู่กับโครงสร้างความพรุนเป็นอย่างมาก ผลกระทบของอายุและการแตกร้าวเล็กน้อยของกระดูกเทรเบคูลาร์ต่อคุณสมบัติทางกลของมันเป็นหัวข้อที่ควรศึกษาเพิ่มเติม

จากการศึกษาพบว่าเมื่อมนุษย์เข้าสู่วัยผู้ใหญ่ ความหนาแน่นของกระดูกจะลดลงอย่างต่อเนื่องตามอายุ ซึ่งการสูญเสียมวลกระดูกแบบเทรเบคูลาร์เป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้เกิดการลดลงนี้^{[ 9 ]}องค์การอนามัยโลกกำหนดว่าการสูญเสียมวลกระดูกเป็นภาวะกระดูกบาง (osteopenia ) หากความหนาแน่นของแร่ธาตุในกระดูก (BMD)ต่ำกว่าค่าเฉลี่ย BMD ในผู้ใหญ่ตอนต้น 1 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และกำหนดว่าเป็นโรคกระดูกพรุน (osteoporosis)หากต่ำกว่าค่าเฉลี่ยมากกว่า 2.5 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน^{[ 10 ]}ความหนาแน่นของกระดูกต่ำจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิด กระดูกหักจากแรงกด (stress fracture ) อย่างมาก ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้โดยไม่มีสัญญาณเตือนล่วงหน้า^{[ 11 ]}กระดูกหักจากแรงกระแทกต่ำที่เกิดจากโรคกระดูกพรุนมักเกิดขึ้นที่กระดูกต้นขาด้านบนซึ่งประกอบด้วยกระดูกแบบเทรเบคูลาร์ 25-50% ขึ้นอยู่กับบริเวณกระดูกสันหลัง ซึ่งมีกระดูกแบบเทรเบคูลา ร์ประมาณ 90% หรือข้อมือ^{[ 12 ]}

เมื่อปริมาตรของกระดูกเทรเบคูลาร์ลดลง โครงสร้างแผ่นและแท่งดั้งเดิมจะถูกรบกวน โครงสร้างรูปแผ่นจะเปลี่ยนเป็นโครงสร้างรูปแท่ง และโครงสร้างรูปแท่งที่มีอยู่เดิมจะบางลงจนกระทั่งแยกออกจากกันและถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย^{[ 12 ]}การเปลี่ยนแปลงในกระดูกเทรเบคูลาร์มักมีความเฉพาะเจาะจงตามเพศ โดยความแตกต่างที่เห็นได้ชัดที่สุดในมวลกระดูกและโครงสร้างจุลภาคของกระดูกเทรเบคูลาร์จะเกิดขึ้นในช่วงอายุที่เข้าสู่วัยหมดประจำเดือน^{[ 9 ]}การเสื่อมสภาพของกระดูกเทรเบคูลาร์เมื่อเวลาผ่านไปทำให้ความแข็งแรงของกระดูกลดลงอย่างไม่สมส่วนเมื่อเทียบกับปริมาตรของกระดูกเทรเบคูลาร์ที่สูญเสียไป ทำให้กระดูกที่เหลืออยู่มีความเสี่ยงต่อการแตกหัก^{[ 12 ]}

ในผู้ป่วยโรคกระดูกพรุน มักมีอาการของโรคข้อเสื่อมร่วม ด้วย ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อกระดูกอ่อนในข้อต่อได้รับแรงกดมากเกินไปและเสื่อมสภาพไปตามกาลเวลา ทำให้เกิดอาการตึง ปวด และสูญเสียการเคลื่อนไหว^{[ 13 ]}ในกรณีของโรคข้อเสื่อม กระดูกที่อยู่ด้านล่างมีบทบาทสำคัญในการทำให้กระดูกอ่อนเสื่อมสภาพ ดังนั้นการเสื่อมสภาพของกระดูกอ่อนจึงส่งผลกระทบอย่างมากต่อการกระจายแรงกดและส่งผลเสียต่อกระดูกอ่อนที่เกี่ยวข้อง^{[ 14 ]}

เนื่องจากมีผลอย่างมากต่อความแข็งแรงของกระดูกโดยรวม^{[ 15 ]}ปัจจุบันมีการคาดการณ์อย่างมากว่าการวิเคราะห์รูปแบบการเสื่อมสภาพของกระดูกพรุนอาจมีประโยชน์ในอนาคตอันใกล้ในการติดตามความคืบหน้าของโรคกระดูกพรุน^{[ 16 ]}

การออกแบบกระดูกกลวงของนกมีฟังก์ชันหลายอย่าง มันสร้างความแข็งแรงจำเพาะ สูง และเสริมช่องอากาศที่เปิดกว้างเพื่อรองรับความโปร่งของโครงกระดูกซึ่งพบได้ทั่วไปในนกหลายชนิดความแข็งแรงจำเพาะและความต้านทานต่อการโก่งงอได้รับการปรับให้เหมาะสมผ่านการออกแบบกระดูกที่รวมเปลือกแข็งบางๆ ที่ห่อหุ้มแกนฟองน้ำของกระดูกพรุน^{[ 17 ]}สัดส่วนของกระดูกพรุนช่วยให้โครงกระดูกทนต่อแรงกดได้โดยไม่ต้องเพิ่มมวลกระดูกอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 18 ]}เหยี่ยวหางแดงปรับน้ำหนักให้เหมาะสมด้วยรูปแบบซ้ำๆ ของโครงสร้างรูปตัว V ที่ทำให้กระดูกมีคุณสมบัติที่เบาและแข็งแรงตามที่ต้องการ เครือข่ายภายในของกระดูกพรุนจะกระจายมวลออกจากแกนกลางซึ่งในที่สุดจะเพิ่มความต้านทานต่อการโก่งงอ^{[ 17 ]}

เช่นเดียวกับในมนุษย์ การกระจายตัวของกระดูกพรุนในนกชนิดต่างๆ นั้นไม่สม่ำเสมอและขึ้นอยู่กับสภาวะการรับน้ำหนัก นกที่มีความหนาแน่นของกระดูกพรุนสูงสุดคือนกกีวีซึ่งเป็นนกที่บินไม่ได้^{[ 18 ]}นอกจากนี้ยังมีการกระจายตัวของกระดูกพรุนที่ไม่สม่ำเสมอในสายพันธุ์ที่คล้ายคลึงกัน เช่นนกหัวขวานลายจุดใหญ่หรือนกหัวขวานหัวเทาหลังจากตรวจสอบด้วยไมโครซีทีสแกนของหน้าผาก ขากรรไกร และท้ายทอยของนกหัวขวาน พบว่ามีกระดูกพรุนในหน้าผากและท้ายทอยมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 19 ]}นอกเหนือจากความแตกต่างในการกระจายตัวแล้วอัตราส่วนของโครงสร้างแต่ละส่วนยังสูงกว่าในนกหัวขวานเมื่อเทียบกับนกชนิดอื่นๆ ที่มีขนาดใกล้เคียงกัน เช่นนกฮูปูยูเรเซีย^{[ 19 ]}หรือนกจาบ^{[ 20 ]}กระดูกพรุนของนกหัวขวานมีลักษณะคล้ายแผ่น ในขณะที่เหยี่ยวและนกจาบมีโครงสร้างคล้ายแท่งที่เชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายผ่านกระดูกของพวกมัน การลดลงของความเครียดในสมองของนกหัวขวานนั้นเกิดจากปริมาณของโครงสร้างคล้ายแผ่นที่หนากว่าและเรียงตัวกันแน่นกว่าเมื่อเทียบกับนกเหยี่ยว นกฮูปู หรือนกจาบ^{[ 20 ]}ในทางกลับกัน โครงสร้างคล้ายแท่งที่บางกว่าจะนำไปสู่การเสียรูปที่มากขึ้น การทดสอบทางกลแบบทำลายล้างด้วยตัวอย่าง 12 ชิ้นแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างแบบแท่งของนกหัวขวานมีความแข็งแรงสูงสุดเฉลี่ย 6.38 MPa เมื่อเทียบกับนกจาบที่มีความแข็งแรงสูงสุด 0.55 MPa ^{[ 19 ]}

จะงอยปากของนกหัวขวานมีแกนเล็กๆ คอยรองรับเปลือกของจะงอยปาก แต่ในระดับที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับกะโหลกศีรษะ เนื่องจากมีเส้นใยในจะงอยปากน้อยกว่า จะงอยปากจึงมีความแข็งแกร่งมากกว่า (1.0 GPa) เมื่อเทียบกับกะโหลกศีรษะ (0.31 GPa) แม้ว่าจะงอยปากจะดูดซับแรงกระแทกจากการจิกได้บ้าง แต่แรงกระแทกส่วนใหญ่จะถูกถ่ายโอนไปยังกะโหลกศีรษะซึ่งมีเส้นใยมากกว่าที่พร้อมจะดูดซับแรงกระแทก ความแข็งแรงสูงสุดของจะงอยปากของนกหัวขวานและนกจาบนั้นคล้ายคลึงกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าจะงอยปากมีบทบาทน้อยกว่าในการดูดซับแรงกระแทก^{[ 20 ]}ข้อดีอย่างหนึ่งที่วัดได้ของจะงอยปากนกหัวขวานคือการยื่นออกมาเล็กน้อย (จะงอยปากบนยาวกว่าจะงอยปากล่าง 1.6 มม.) ซึ่งทำให้เกิดการกระจายแรงแบบสองโหมดเนื่องจากการสัมผัสพื้นผิวที่ไม่สมมาตร จังหวะการกระแทกที่เหลื่อมกันทำให้เกิดความเครียดน้อยลงบนเส้นใยในหน้าผาก ท้ายทอย และจะงอยปาก^{[ 21 ]}

ยิ่งสัตว์มีขนาดใหญ่ แรงกดบนกระดูกก็จะยิ่งสูงขึ้น กระดูกเทรเบคูลาร์จะเพิ่มความแข็งแรงโดยการเพิ่มปริมาณกระดูกต่อหน่วยปริมาตร หรือโดยการเปลี่ยนแปลงรูปทรงและการจัดเรียงของเทรเบคูลาร์แต่ละชิ้นเมื่อขนาดร่างกายและแรงกดบนกระดูกเพิ่มขึ้น กระดูกเทรเบคูลาร์จะ ปรับขนาด ตามสัดส่วน (allometrically) โดยปรับโครงสร้างภายในของกระดูกเพื่อเพิ่มความสามารถของโครงกระดูกในการรับแรงกดที่กระทำต่อเทรเบคูลาร์ นอกจากนี้ การปรับขนาดของรูปทรงเทรเบคูลาร์ยังสามารถลดความเครียดของเทรเบคูลาร์ได้ แรงกดทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นต่อเทรเบคูลาร์ เปลี่ยนรูปทรงเพื่อรองรับหรือลดความเครียด จากการใช้แบบจำลองไฟไนต์เอเลเมนต์ การศึกษาหนึ่งได้ทดสอบสัตว์สี่ชนิดที่แตกต่างกันภายใต้ความเค้นปรากฏเท่ากัน (σapp) เพื่อแสดงให้เห็นว่าการปรับขนาดของเทรเบคูลาร์ในสัตว์เปลี่ยนแปลงความเครียดภายในเทรเบคูลาร์ พบว่าความเครียดภายในเทรเบคูลาร์จากแต่ละชนิดแตกต่างกันไปตามรูปทรงของเทรเบคูลาร์ จากมาตราส่วนหลายสิบไมโครเมตร ซึ่งมีขนาดโดยประมาณเท่ากับเซลล์กระดูก (osteocytes ) รูปด้านล่างแสดงให้เห็นว่ากระดูกพรุนที่หนากว่าจะมีความเครียดน้อยกว่า การกระจายความถี่สัมพัทธ์ของความเครียดขององค์ประกอบที่แต่ละชนิดได้รับ แสดงให้เห็นว่าค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของกระดูกพรุนจะสูงขึ้นเมื่อขนาดของชนิดนั้นเพิ่มขึ้น

นอกจากนี้ กระดูกพรุนในสัตว์ขนาดใหญ่จะหนากว่า อยู่ห่างกันมากกว่า และเชื่อมต่อกันน้อยกว่าในสัตว์ขนาดเล็ก โดยทั่วไปแล้ว สามารถพบ ออสที ออนภายในกระดูกพรุน ได้ในกระดูกพรุนที่หนาของสัตว์ขนาดใหญ่ เช่นเดียวกับกระดูกพรุนที่บางกว่าของสัตว์ขนาดเล็ก เช่นเสือชีตา ห์ และลีเมอร์ออสทีออนมีบทบาทในการแพร่กระจายสารอาหารและของเสียของเซลล์กระดูก โดยควบคุมระยะห่างระหว่างเซลล์กระดูกกับผิวของกระดูกให้อยู่ที่ประมาณ 230 ไมโครเมตร

เนื่องจากการลดลงของความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือดที่เพิ่มมากขึ้น สัตว์ที่มีความต้องการทางเมตาบอลิซึมสูงจึงมักมีความหนาของ กระดูกฟองน้ำ (Tb.Th) น้อยลง เพราะพวกมันต้องการ การไหลเวียน ของเลือดไปยังกระดูกฟองน้ำมากขึ้น การสร้างหลอดเลือดโดยออสทีออนที่ลอดผ่านจะเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตของกระดูกฟองน้ำจากแบบทึบเป็นแบบท่อ ทำให้ความแข็งแรงในการดัดงอของกระดูกฟองน้ำแต่ละชิ้นเพิ่มขึ้น และช่วยรักษาระดับเลือดที่ส่งไปยังเซลล์กระดูกในเนื้อเยื่อชั้นลึก

พบว่าอัตราส่วนปริมาตรกระดูกต่อปริมาตรเนื้อกระดูก (BV/TV) ค่อนข้างคงที่สำหรับสัตว์ขนาดต่างๆ ที่ทำการทดสอบ สัตว์ขนาดใหญ่ไม่ได้แสดงให้เห็นว่ามีมวลต่อปริมาตรของกระดูกเนื้อกระดูกมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ นี่อาจเป็นผลมาจากการปรับตัวที่ช่วยลดต้นทุนทางสรีรวิทยาในการสร้าง บำรุงรักษา และเคลื่อนย้ายเนื้อเยื่อ อย่างไรก็ตาม BV/TV แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในเชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญในกระดูกข้อต่อต้นขา ของ นก นกขนาดใหญ่มีพฤติกรรมการบินลดลงเนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่าง BV/TV กับขนาดตัวของนก นกกีวีที่ไม่สามารถบินได้ ซึ่งมีน้ำหนักเพียง 1-2 กิโลกรัม มี BV/TV สูงที่สุดในบรรดานกที่ทำการทดสอบในงานวิจัยนี้ สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่ารูปทรงเรขาคณิตของกระดูกเนื้อกระดูกมีความสัมพันธ์กับ 'สภาวะทางกลที่เกิดขึ้น' ดังนั้นความแตกต่างในรูปทรงเรขาคณิตของกระดูกเนื้อกระดูกในหัวกระดูกต้นขาและข้อต่ออาจเกิดจากสภาพแวดล้อมการรับน้ำหนักที่แตกต่างกันของ ข้อ ต่อ สะโพกและข้อต่อ กระดูกต้นขาและกระดูกหน้าแข้ง

ความสามารถของนกหัวขวานในการต้านทานแรงกระแทกซ้ำๆ บนหัวมีความสัมพันธ์กับโครงสร้างคอมโพสิตไมโคร/นาโนแบบลำดับชั้นที่เป็นเอกลักษณ์[ 20 ] โครงสร้าง^{จุลภาคและโครงสร้าง}นาโนของกะโหลกนกหัวขวานประกอบด้วยการกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอของกระดูกฟองน้ำซึ่งเป็นรูปร่างของโครงสร้างกระดูกแต่ละชิ้น สิ่งนี้ส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลของนกหัวขวาน ทำให้กระดูกกะโหลกสามารถทนต่อความแข็งแรงสูงสุด (σu) ได้สูง เมื่อเปรียบเทียบกับกระดูกกะโหลกของนกจาบ กระดูกกะโหลกของนกหัวขวานมีความหนาแน่นกว่าและมีรูพรุนน้อยกว่า มีโครงสร้างคล้ายแผ่นมากกว่าโครงสร้างคล้ายแท่งที่พบในนกจาบ นอกจากนี้ กระดูกกะโหลกของนกหัวขวานยังหนากว่าและมีกระดูกแต่ละชิ้นมากกว่า เมื่อเทียบกับกระดูกในนกจาบ กระดูกของนกหัวขวานจะอยู่ใกล้กันมากขึ้นและมีลักษณะคล้ายแผ่นมากกว่า^{[ 19 ]}คุณสมบัติเหล่านี้ส่งผลให้กระดูกกะโหลกของนกหัวขวานมีความแข็งแรงสูงสุดมากขึ้น

คำว่า trabeculum มาจากคำภาษาละตินtrabsซึ่งหมายถึง คานหรือแท่ง ในศตวรรษที่ 19 คำศัพท์ ใหม่ trabeculum (โดยสันนิษฐานว่าเป็นพหูพจน์ของtrabecula ) ได้รับความนิยม แต่ไม่ถูกต้องตามหลักนิรุกติศาสตร์นัก ในบางประเทศยังคงใช้คำว่า trabeculumเป็นคำพ้องความหมายของโครงสร้างตาข่าย trabecularในดวงตาแต่การใช้เช่นนี้อาจถือได้ว่าเป็นการใช้ที่ไม่เหมาะสมทั้งในแง่ของนิรุกติศาสตร์และความถูกต้องในการอธิบาย

สำหรับส่วนประกอบในการพัฒนาของกะโหลกศีรษะ โปรดดูที่กระดูกอ่อนแบบร่างแห (trabecular cartilage )

• เส้นใยอะแรคนอยด์