有時，只需走錯一步，或者更具體地說，施加的力與賦予骨骼強度的奈米級膠原纖維排列方向相同，就足以導致骨折。新的研究表明，骨骼對來自某些方向的力反應類似於增強塑膠，而對來自其他方向的力反應則類似於脆性陶瓷。
從工程學的角度來看，骨骼佈滿了結構缺陷，從血管的開口到細胞的微觀通道。因此，骨骼需要一種機制，將大的區域性應力分散到大面積區域，以避免大規模斷裂。之前的研究揭示了骨骼強度的各種來源，例如纖維之間斷裂和重塑以消散應力的犧牲鍵，但研究人員尚未確切發現它們是如何工作的。
因此，德國波茨坦馬克斯·普朗克研究所的材料科學家彼得·弗拉茨爾和他的同事們對一位已故的52歲女性的骨骼進行了三叉應力測試。（在測試之前，一臺機器將骨骼切割成形狀和大小相同的碎片。）兩個叉子從碎片的末端向上推，而一個叉子在中間向下推。在沒有缺口開始斷裂過程的情況下，這些骨碎片自然斷裂。
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研究人員發現，當他們施加的力與膠原纖維方向的角度在五度以內時，僅需 375 焦耳的能量即可使骨骼裂開。但是，當他們施加的力與該方向的角度超過 50 度時，所需的力呈指數級增長，當他們施加幾乎垂直的力時，高達驚人的 9,920 焦耳。此外，平行力形成的裂縫看起來相對光滑和筆直——就像破碎陶器的特徵一樣——而垂直裂縫在斷裂處產生嚴重的變形和參差不齊的間隙，因為骨骼試圖抵抗斷裂。
這一發現詳細刊登在昨日《自然·材料》雜誌線上發表的報告中，解釋了骨骼如何透過阻止垂直力的傳播來避免大多數骨折：膠原纖維排列在您撞到的桌子的硬邊上，並將它的鈍力分散開來。這也解釋了為什麼有時僅僅是錯誤地邁出一步就可能導致嚴重的骨折。