Chaque année, des chevaux de course décèdent de fractures complètes lors d’entrainement ou de course. A l’exercice, les charges supra-physiologiques cycliques entrainent des microfissures indiscernables par les techniques d’imagerie in vivo actuelles. Les ostéoclastes recrutés aux sites lésés induisent localement une lyse osseuse et une ostéopénie par résorption excessive, créant une concentration de contrainte à l’origine de fracture complète. Cependant, le rôle biologique des ostéoclastes dans les fractures de stress n’est à ce jour pas clairement identifié. Les objectifs de cette étude ont été d’établir des cultures in vitro d’ostéoclastes équins, corréler le nombre d’ostéoclastes avec l’isoforme 5b de l’enzyme phosphatase acide tartrate-résistante (TRACP 5b), corréler la résorption osseuse avec la TRACP-5b et le télopeptide C-terminal du collagène de type I (CTX-I) et étudier les effets de facteurs d’inflammation sur l’activité ostéoclastique. Après aspiration de moelle osseuse sternale, les cellules souches hématopoïétiques ont été isolées, conservées dans une banque cellulaire, décongelées, différenciées en ostéoclastes, avec ou sans os équin, et stimulées par des facteurs inflammatoires (IL-1β ou LPS). CTX-I et TRACP-5b ont été dosés par ELISA. Le nombre d’ostéoclastes colorés à la phosphatase acide tartrate-résistante et les aires de résorption osseuse colorées au bleu de toluidine ont été évalués. Dans les cultures d’ostéoclastes, la TRACP-5b augmentait (p < 0,0001) avec le temps et était corrélée (r = 0,63, p < 0.001) avec le nombre d’ostéoclastes. Dans les cultures d’ostéoclastes sur os, le CTX-I (p = 0,0018) et la TRACP-5b (p = 0,02) augmentaient avec le temps, étaient corrélés ensemble (r = 0,64, p < 0,002) et étaient tous deux corrélés avec la résorption osseuse (respectivement, r = 0,85, p < 0,001 et r = 0,82, p < 0,001). La stimulation inflammatoire n’a eu aucun effet significatif. Ostéoclastes équins et résorption osseuse ont été obtenus avec succès sur os équin à partir d’aspiration de moelle osseuse sternale. Pour la première fois, CTX-I et TRACP-5b ont été mesurés dans des cultures d’ostéoclastes équins. In vitro, CTX-I est un biomarqueur de résorption osseuse équine et TRACP-5b un biomarqueur du nombre d’ostéoclastes et de résorption osseuse équins. Des recherches ultérieures sont nécessaires afin d’évaluer si la TRACP 5b sérique permet la détection de toute résorption osseuse excessive chez les chevaux de course. / Every year racehorses die from complete catastrophic fractures in training and racing. Supra-physiological cyclic loads during exercise cause bone microcracks not discernible with current imaging in vivo. Osteoclasts recruited to the sites of the damage induce focal bone lysis and osteopenia by excessive resorption, creating a stress riser area susceptible to complete fracture. However, the biological impact of osteoclasts in stress fractures is not entirely understood. Our objectives were to establish in vitro cultures of equine osteoclasts, to correlate osteoclast numbers with the tartrate-resistant acid phosphatase 5b isoform (TRACP-5b), to correlate bone resorption with the TRACP-5b and the C-terminal telopeptide of type I collagen (CTX-I), as well as to investigate the effects of inflammatory factors on osteoclast activity. Following equine sternal bone marrow aspirations, hematopoietic stem cells were isolated, stored in a cell bank, thawed, differentiated into osteoclasts, with or without equine bone slices, and they finally underwent inflammatory stimulation (IL-1β or LPS). CTX-I and TRACP 5b were assayed by ELISAs. Osteoclasts stained with tartrate resistant acid phosphatase were counted and bone resorption areas stained with toluidine blue were measured. In the osteoclast cultures, the TRACP 5b increased (p < 0.0001) with time and correlated (r = 0.63, p < 0.001) with osteoclast number. In the osteoclast-bone cultures, both CTX-I (p = 0.0018) and TRACP-5b (p = 0.02) increased with time, correlated with each other (r = 0.64, p < 0.002) and both correlated with bone resorption (r = 0.85, p < 0.001 and r = 0.82, p < 0.001, respectively). The inflammatory stimuli had no significant effects. Equine osteoclasts and bone resorption were successfully induced on equine bone from sternal bone marrow aspiration. For the first time CTX-I and TRACP-5b were measured in equine osteoclast cultures. In vitro, CTX-I is a biomarker of equine bone resorption and TRACP-5b a biomarker of equine osteoclast number and bone resorption. Further investigations are required to measure the serum TRACP-5b capacity to detect excessive skeletal resorption in racehorses.

Disertační práce se věnuje problematice obecných koncentrátorů napětí v anisotropních prostředích. Zejména se jedná o problém trhlin končících na rozhraní dvou různých materiálů, či problém obecného více-materiálového klínu. Cílem práce je vytvořit komplexní nástroj pro posuzování obecných koncetrátorů napětí tj, popis pole napětí v jeho okolí, zahrnutí případného vlivu přemostění trhliny do výsledného pole napětí a definici lomových kritérií pro obecný koncentrátor v anisotropním prostředí. U popisu pole napětí je využit tzv. Lechnického-Strohův formalismus a technika spojitě rozložených dislokací využívající teorii komplexních potenciálů. V práci je rovněž široce uplatněn tzv. dvoustavový "psí"-integrál (pro výpočet různých součinitelů asymptotického rozvoje pro napětí), založený na Bettiho recipročním teorému v kombinaci s metodou konečných prvků. Pro formulaci lomových kritérií je použita teorie tzv. „konečné lomové mechaniky“ a teorie sdružených asymptotických rozvojů. Studován je především vztah mezi ohybem trhliny podél rozhraní a její případnou pentrací do základního materiálu. Veškeré potřebné výpočty jsou prováděny v matematických softwarech MAPLE 10.0, MATLAB 7.1 a konečnoprvkovém systému ANSYS 10.0.

En armé marscherar på sin mage skall Napoleon Bonaparte ha yttrat, men hur är det med fötterna och ännu mer specifikt, skorna som soldaterna marscherar i.I en tid av snabba anskaffningar av materiel för olika insatsområden och specifika uppgifter inom ramen för internationella uppdrag för den svenska Försvarsmakten bär i många fall huvuddelen av arméns förband en känga som endast passar 6 av 10 i sin läst. Detta samtidigt som Försvarsmakten försöker tillhandahålla uniformer anpassade till både längd och vikt. I närtid kommer ett nytt uniformssystem att förbandssättas. Inga skodon ingår i detta nya system. I det nuvarande systemet var just marschkängorna en ytterst viktig del.Denna explorativa studie fördjupar sig i systemet runt soldaternas personliga utrustning och mer specifikt de marschkängor som tillhandahålls av Försvarsmakten åt soldater och befäl vid Norrland Dragonregemente K 4 i Arvidsjaur.Utvecklade under 1980-talet och med första introduktion 1987 har marschkänga M90 varit den svenska Försvarsmaktens skodon för värnpliktiga och befäl under barmarksdelen av året. Kängan är framtagen enligt en ny metodik, en omfattande forskning i fotens naturliga rörelsemönster samt konceptuella studier i framtagningsprocessen. Ett paradigmskifte i kängors utformning.Efter en uppdatering under inledningen av 1990-talet har kängan, vars mönster och design ägs av Försvarsmakten, inte genomgått någon produktutveckling. Kängan finns i storlekar enligt Mondopoint-systemet men endast i en fotbredd. Den “Nordiska”-lästen. Denna normativa läst är baserad på hur foten hos den svenska befolkningen såg ut under kängans utveckling. Sedan introduktionen har kängan burits av så gott som samtliga värnpliktiga inom armén och det är denna känga som huvuddelen av Försvarsmaktens förband kommer att utrustas med vid en eventuell mobilisering.Redan kort efter introduktionen av kängan började förband med tyngre buren packning att anmärka på skadebekymmer hos värnpliktiga och personal. Med ökningen av antalet kvinnliga värnpliktiga och befäl tillsammans med ökad vikt på den burna utrustningen för samtliga soldater har problemen ökat.Det förbandsslag som främst bedriver tjänst till fots och bär sin packning är kavalleriet där arméns jägarförband är organiserade.Norrlands Dragonregemente K 4 har under flertalet år påtalat brister med marschkänga M90 och även den ersättningskänga som introducerades 2012 marschkänga M08. Med marschkänga M08 anser sig Försvarsmaktens systemföreträdare sig ha löst det behov som föreligger vid de förband som bär tungt och går långt. Trots dessa påtalanden har ingen förändring skett. Förbandet har nu valt att utrusta samtliga inryckande soldater med marschkänga M90 trots att begränsningen i antalet användare är känd. Skaderisken med marschkänga M08 bedöms som högre och har därför valts bort. Samtliga soldater som uppvisar problem med marschkänga M90 genomgår därför medicinsk5 rehabiliteringsutredning och med stöd i den köps sedan civila vandringskängor in via försvarshälsans försorg.De övriga kängor som tillförts Försvarsmakten sedan introduktionen av marschkänga 90 har alla varit specifika för de klimatzoner som Sverige varit involverade i internationella operationer eller väldigt speciella nyttjandeområden i Sverige. Djungelkängor för Liberia, ökenkängor för Afghanistan och paradkängor för kronprinsessans bröllop.Först efter Chefen K 4 ́s återlämnande av arbetsmiljöansvaret till högre chef i november 2022 startas en forcerad upphandling av alternativa kängor för arméns jägarförband.Varför har utvecklingen tagit så lång tid och vilka åtgärder krävs det för att inleda processen?De huvudsakliga slutsatserna är att varje år Försvarsmakten fortsätter att utrusta tjänstgörande personal med marschkänga M90 skadas ett stort antal brukare och vissa erhåller men för livet, speciellt vid kavalleriförbanden. Att oavsett utformning av kommande system för marschkängor måste varje modell erbjudas i minst 3 fotbredder i syfte att passa huvuddelen av brukarna. Att Försvarsmaktens nuvarande rapporteringssystem för avvikelser saknar en funktion som på ett tydligt sätt kan gå in och påverka vid brister i personlig utrustning. En tydlig avsaknad av funktionsskola med utvecklingsansvar för de svenska jägarförbanden har också identifierats.Rekommendationen är därför att Försvarsmakten snarast genomför en upphandling av kängor i ett antal olika modeller för att passa olika individers fötter som tillfällig lösning.Att Försvarsmakten uppdrar åt FMV att tillsammans med K 4 utveckla en ny barmarkskänga för förbandstypen “Norrlandsjägare” med krav på minst 3 lästbredder.Att Försvarsmakten låter kavalleriförbandens behov gällande PFU-materiel vara styrande och ledande för utveckling av densamma då deras behov ligger som mest krävande enligt RVT krav på uthållighet.Att Försvarsmakten ser över hur avvikelsesystemet kan utvecklas för att få högre tillförlitlighet att den som behöver nås av informationen verkligen gör det.Att Försvarsmakten genom myndighetssamverkan får till stånd en lösning där Plikt och Prövningsverket blir ansvariga för insamling av data från mönstrande ungdomar avseende kroppsmått och även genomförande av scanning av fötterna.Att Försvarsinspektören för hälsa och miljö (FIHM) erhåller en funktion i uppföljningen av avvikelser i stödsystem PRIO vid anmälningar av personskador som möjliggör extern granskning av förekommande utrustning som orsakar skador.Att Försvarsmakten tillsammans med FMV ser över rutiner för hur avvikelser från vidmakthållandemöten hanteras och kommuniceras. / An army marches on its stomach, Napoleon Bonaparte is to have said, but what about the feet and even more specifically, the boots that the soldiers march in.In a time of fast acquisitions of materiel for different scenes of deployment and tasks within the framework of international operations for the Swedish Armed Forces many of the Army units use a boot that in its model only fits 6 out of 10 users. At the same time, we try to equip our soldiers with uniforms fitting both length and width. In the close future a new combat uniform system will be introduced to the Swedish Armed Forces. This does not include new boots.In the present system the combat boots were an essential part.Developed during the 1980s and first introduced in 1987, the “marching boot” M90 has been the Swedish Armed Forces' footwear for conscripts and officers during the main part of the year except for the winter months. The boot is developed according to new methodology, extensive research in the natural biomechanics of the foot and conceptual studies of the development process. A paradigm shift in the development of military boots.After an update in the early 1990s, the boot, which pattern and design is owned by the Swedish Armed Forces, has not undergone any product development. The boot is available in sizes according to the Mondopoint system but only in one foot width. The "Nordic" last of the foot. This normative last of the foot was the most common foot of the Swedish population during the development of the boot. Since its introduction, the boots have been worn by almost all army conscripts and these are the boots that is going to be issued to most units in the case of a mobilisation.Already shortly after the introduction of the boot, the army began to notice injuries among conscripts and personnel from units with heavier carried packs. With the increase of the number of female conscripts and officers along with increased weight of the equipment carried by all soldiers, the problems have increased.The type of unit that primarily performs marching by foot and carries its packs is the cavalry, where the army's jaeger or ranger unit are organized.Norrland's Dragoon Regiment K 4 has for several years complained about shortcomings with the M90 marching boot and also the replacement boot that was introduced in 2012, the marching boot M08. With this boot the Armed Forces system-manager regards the demand from the units that carries heavy loads and marches long distances. Despite these complaints, no measures have been taken. The unit has despite this continued to distribute the marching boot M90 to all new soldiers despite the known limitations in number of users. The risk of injury with the marching boot M08 have been regarded as higher and there for been ruled out. All soldiers showing problems with the marching boot M90 are treated with a medical rehabilitation program that includes the purchase of civilian hiking-boots through the military HealthCare service.The new boots that have been supplied to the Armed Forces since the introduction of the 7 marching boot 90 have all been specific for other climate zones outside Sweden cohering with countries where Sweden have been involved in international operations or very special areas of use in Sweden. Jungle boots for Liberia, desert boots for Afghanistan and parade boots ceremonial tasks as the wedding of the crown princess. There, development and system measures have been carried out.Only after a return of work environment responsibility in November of 2022 a forced procurement of alternative boots for the army's cavalry unit is to be started.Why has the development taken so long and what measures are required to start the process?The main conclusion is that every year that the Swedish Armed Forces continue to distribute the marching-boot M90 a large number of users are injured and some get lifelong medical issues, especially at the cavalry units. No matter what the next system of combat boots are there is a need to offer the boots in at least 3 withs to fit the highest number of users. The Swedish Armed Forces present system for reporting faults and risks with systems is missing a key component of control when faults are reported in systems of personal equipment. A clear lack of a centre for the branch of the cavalry and development of specific systems for these has been identified.The Swedish Armed Forces are recommended to conduct a purquirement of a large number of civilian boots of a number of models as a temporary solution as soon as possible to accommodate the highest number of matches with the users.That the Armed Forces give the FMV the task of developing a marching-boot for the “Norrlandsjägare” in close coordination with the K4-Regiment with a minimum of 3 withs. That the Armed Forces let the demands and specifications of the cavalry set the norm of future soldiers' personal equipment as their demands are at the highest level according to the standards of ranking system.That the Armed Forces overlook how the system of deviations can be developed for a higher level of reliability that the end user of the information receives it.That the Armed Forces, true authority cooperation finds a solution where the Swedish Defence Conscription and Assessment Agency becomes responsible for the collection of data from tested youth, as their measurements including a scanning of the feet.That the Armed Forces Inspector for Health and Environment receives a function in the system PRIO regarding deviations with results of injury that comes from use of issued equipment. That the Armed Forces, true authority cooperation, with FMV overlook the routines of how reports from maintenance-meetings are handled and communicated.

Geometrical discontinuities, like sharp notches, appear in constructions and engineering structures and lead to stress concentrations. These technical objects are very dangerous due to the fact that they reduce the structural conformity and can lead to crack initiation. Technical objects are not always designed as homogenous bodies but can consist of two or more materials with sharp notches on the interface of these materials. The influence of free surface on crack initiation conditions is studied and assessed by means of 3D model of sharp and bi-material notches with finite thickness. Stress fields around the singular stress concentrators are calculated with finite element method and the results are evaluated by means of criterion of critical quantity. This approach is easy applicable and can be used in combination with the knowledge of basic material properties and results of finite element analysis of the assessed notches. In order to estimate weather crack will initiate from the middle of the observed notched specimen or from its free surface, the value of averaged critical applied stress was introduced. With this value it’s possible to determine the location of crack initiation thru the sample thickness. Thru the ratio of values of critical applied stress in the middle and on the free surface of the observed specimen it’s possible to quantify the influence of the free surface on the location of crack initiation. With the use of this approach it’s shown, that the location of crack initiation depends on more parameters, loading direction, the notch opening angle and the sample thickness. In case of bi-material notches it depends also on the ratio of young modulus.