有时，只需走错一步，或者更具体地说，施加的力与赋予骨骼强度的纳米级胶原纤维排列方向相同，就足以导致骨折。新的研究表明，骨骼对来自某些方向的力反应类似于增强塑料，而对来自其他方向的力反应则类似于脆性陶瓷。
从工程学的角度来看，骨骼布满了结构缺陷，从血管的开口到细胞的微观通道。因此，骨骼需要一种机制，将大的局部应力分散到大面积区域，以避免大规模断裂。之前的研究揭示了骨骼强度的各种来源，例如纤维之间断裂和重塑以消散应力的牺牲键，但研究人员尚未确切发现它们是如何工作的。
因此，德国波茨坦马克斯·普朗克研究所的材料科学家彼得·弗拉茨尔和他的同事们对一位已故的52岁女性的骨骼进行了三叉应力测试。（在测试之前，一台机器将骨骼切割成形状和大小相同的碎片。）两个叉子从碎片的末端向上推，而一个叉子在中间向下推。在没有缺口开始断裂过程的情况下，这些骨碎片自然断裂。
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研究人员发现，当他们施加的力与胶原纤维方向的角度在五度以内时，仅需 375 焦耳的能量即可使骨骼裂开。但是，当他们施加的力与该方向的角度超过 50 度时，所需的力呈指数级增长，当他们施加几乎垂直的力时，高达惊人的 9,920 焦耳。此外，平行力形成的裂缝看起来相对光滑和笔直——就像破碎陶器的特征一样——而垂直裂缝在断裂处产生严重的变形和参差不齐的间隙，因为骨骼试图抵抗断裂。
这一发现详细刊登在昨日《自然·材料》杂志在线发表的报告中，解释了骨骼如何通过阻止垂直力的传播来避免大多数骨折：胶原纤维排列在您撞到的桌子的硬边上，并将它的钝力分散开来。这也解释了为什么有时仅仅是错误地迈出一步就可能导致严重的骨折。