Max Langer, Rémy Gauthier, Hélène Follet, Pierre-Jean Gouttenoire, Lukas Helfen, Françoise Peyrin, Cécile Olivier, Frédéric Rongieras, David Mitton, Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC UMR T9406), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Physiopathologie, diagnostic et traitements des maladies osseuses / Pathophysiology, Diagnosis & Treatments of Bone Diseases (LYOS), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Hôpital d'Instruction des Armées Desgenettes, Service de Santé des Armées, LabEx PRIMES, Physique, Radiobiologie, Imagerie Médicale et Simulation (ANR-11-LABX-0063), Investissements d'Avenir (ANR-11-IDEX- 0007), Région Auvergne-Rhône-Alpes, France (14-011125-01), ANR project MUTLIPS, France (ANR-13-BS09-0006), France Life Imaging (ANR-11-INBS-0006), ANR-11-LABX-0063,PRIMES,Physique, Radiobiologie, Imagerie Médicale et Simulation(2011), ANR-11-IDEX-0007,Avenir L.S.E.,PROJET AVENIR LYON SAINT-ETIENNE(2011), ANR-13-BS09-0006,MULTIPS,Evaluation multiphysique et multiéchelle de la qualité osseuse(2013), ANR-11-INBS-0006,FLI,France Life Imaging(2011), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cadic, Ifsttar, Physique, Radiobiologie, Imagerie Médicale et Simulation - - PRIMES2011 - ANR-11-LABX-0063 - LABX - VALID, PROJET AVENIR LYON SAINT-ETIENNE - - Avenir L.S.E.2011 - ANR-11-IDEX-0007 - IDEX - VALID, Blanc 2013 - Evaluation multiphysique et multiéchelle de la qualité osseuse - - MULTIPS2013 - ANR-13-BS09-0006 - Blanc 2013 - VALID, and Infrastructures - France Life Imaging - - FLI2011 - ANR-11-INBS-0006 - INBS - VALID
Human bone is known to adapt to its mechanical environment in a living body. Both its architecture and microstructure may differ between weight-bearing and non-weight-bearing bones. The aim of the current study was to analyze in three dimensions, the morphology of the multi-scale porosities on human cortical bone at different locations. Eight paired femoral diaphyses, femoral necks, and radial diaphyses were imaged using Synchrotron Radiation µCT with a 0.7 µm isotropic voxel size. The spatial resolution facilitates the investigation of the multiscale porosities of cortical bone, from the osteonal canals system down to the osteocyte lacunar system. Our results showed significant differences in the microstructural properties, regarding both osteonal canals and osteocytes lacunae, between the different anatomical locations. The radius presents significantly lower osteonal canal volume fraction and smaller osteonal canals than the femoral diaphysis or neck. Osteocytes lacunae observed in the radius are significantly different in shape than in the femur, and lacunar density is higher in the femoral neck. These results show that the radius, a non-weight-bearing bone, is significantly different in terms of its microstructure from a weight-bearing bone such as the femur. This implies that the cortical bone properties evaluated on the femoral diaphysis, the main location studied within the literature, cannot be generalized to other anatomical locations.