L’osso, con una struttura gerarchica che si estende dalla nanoscala alla macroscala e un design composito composto da cristalli minerali di dimensioni nano incorporati in una matrice organica, ha dimostrato di avere diversi meccanismi di tempra che ne aumentano la tenacità. Questi meccanismi possono fermare, rallentare o deviare la propagazione della crepa e causare una moderata quantità di deformazione plastica apparente prima della frattura. Inoltre, l’osso contiene un’alta percentuale volumetrica di sostanze organiche e acqua che lo rende non lineare prima della frattura. Molti ricercatori hanno utilizzato la forza o il fattore di intensità dello stress critico (tenacità alla frattura) per caratterizzare la proprietà meccanica dell’osso. Tuttavia, questi parametri non tengono conto dell’energia spesa nella deformazione plastica prima della frattura ossea. Per descrivere con precisione le caratteristiche meccaniche dell’osso, abbiamo applicato la meccanica della frattura elastico-plastica per studiare la tenacità alla frattura dell’osso. L’integrale J, un parametro che stima sia le energie consumate nelle deformazioni elastiche che plastiche, è stato utilizzato per quantificare l’energia totale spesa prima della frattura ossea. Venti esemplari di osso corticale sono stati tagliati dalla diafisi media dei femori bovini. Dieci di loro erano pronti a subire una frattura trasversale e gli altri 10 erano pronti a subire una frattura longitudinale. I campioni sono stati preparati seguendo l’apparecchio suggerito in ASTM E1820 e testati in acqua distillata a 37 gradi C. L’integrale J medio dei campioni fratturati trasversali è risultato essere 6.6 kPa m, che è 187% maggiore di quello dei campioni fratturati longitudinalmente (2.3 kPa m). L’energia spesa nella deformazione plastica dei campioni bovini fratturati longitudinalmente e fratturati trasversalmente è risultata essere 3,6 – 4,1 volte l’energia spesa nella deformazione elastica. Questo studio mostra che la tenacità dell’osso stimata utilizzando l’integrale J è molto maggiore della tenacità misurata utilizzando il fattore di intensità dello stress critico. Suggeriamo che il metodo integrale di J è una migliore tecnica nella stima della durezza dell’osso.