Биомеханика перелома и его заживление. Фазы
Обновлено: 24.04.2024
Позвоночный столб и его элементы способны выдержать значительную нагрузку. Хотя из-за травм, а именно влияния большой силы, при падении на спину либо нижние конечности, снижении плотности костей на фоне остеопороза существует возможность получения компрессионного перелома позвонков, как у взрослого, так и у ребёнка.
Для подобной травмы позвоночного столба свойственно уменьшение позвонков по высоте благодаря их механическому сдавливанию либо расплющиванию. Правильная терапия при компрессионном переломе в детском возрасте необходима, так как подобная травма способна стать причиной необратимых изменений.
В чём опасность компрессионного перелома в детском возрасте?
Конечно, не каждое повреждение является источником возникновения подобного перелома. В некоторых случаях родителей пугает даже незначительная травма у ребёнка либо напротив, продолжительно остаётся незамеченной лёгкая форма компрессионного перелома, но спустя какое-то время, обычно при выполнении прыжка на нижние конечности, могут возникать признаки, свойственные данному недугу.
Компрессионный перелом позвоночника у ребенка – это серьёзное повреждение костной структуры. Риск данного заболевания заключен в клиновидной деформации в одном либо нескольких элементах позвоночника, которая происходит при травмировании, что в итоге вызывает формирование деформации позвоночного столба (кифоза).
Развитие клиновидной деформации обусловлено сильным механическим влиянием на переднюю область позвонков. При серьёзном переломе иногда образовывается выпячивание некоторого участка хребта в область спинномозгового канала, из-за чего образуется компрессия и повреждается спинной мозг.
Развитие перелома возможно при внезапной либо чрезмерной нагрузке на позвоночный столб. Подобное повреждение можно получить в процессе занятий спортом, при падении с инвентаря либо резком прыжке.
Благодаря характеристикам позвоночного столба у детей травма зачастую образуется в районе поясницы или грудины. Течение компрессионного перелома возможно по нескольким стадиям, а излечение обусловлено тем, насколько деформирован позвонок.
Классификация
Для компрессионного перелома позвоночного столба свойственно деление на три стадии. Благоприятным прогнозом характеризуется травма 1 стадии, при которой позвонок деформирован максимум на треть по высоте. При второй стадии поражения в районе сдавливания элементы позвоночника снижаются на 1/2 по высоте.
При сложной травме 3 стадии требуется старательно выбирать терапевтические мероприятия. Рискованным переломом является оскольчатое повреждение, когда наблюдается дробление костной структуры, это вызывает нарушение связочной ткани и негативному влиянию на нервную систему.
Почему возникает патология
Возникновение компрессионного перелома зачастую отмечается в районе поясницы и редко в области грудины. Травма поясничного отдела обусловлена повышенным осевым напряжением в этом участке, которое происходит при резком наклоне, прыжке либо падении.
Главными источниками проблемы являются:
Симптоматика
У ребёнка, в сравнении с взрослым, формирование позвоночного столба не окончено, поэтому ткани и элементы в нем эластичнее. Как следствие, любой симптом патологии бывает слабо выраженным, из-за чего иногда сложно поставить диагноз.
После травмирования ребёнка следует непременно проконсультироваться с доктором при наличии любого из нижеперечисленных признаков:
- Болевого синдрома в районе повреждения. Как правило, сильные болезненные ощущения появляются в течение первых минут после травмирования, потом отмечается постепенное снижение болей, которые могут нарастать в процессе движения.
- Гематом либо синяков (главный признак повреждения позвоночника).
- Ограниченности в движениях, которая возникает, если повреждены поперечные отростки в позвонках. Кроме того, возможно появление болей с иррадиацией в нижние конечности при передвижении.
- Общего недомогания в виде головокружений, тошноты и вялости. Данные признаки являются свидетельством серьёзного перелома, в который вовлечены нервные ткани.
- Болевого синдрома в области живота. Такая симптоматика появляется при локализации пораженного позвонка в поясничной области позвоночного столба.
- Ограниченности при движении головой. Таким симптомом характеризуется травма позвоночника области шеи и грудного отдела.
- Чувства сдавливания в области спины. Данный признак свидетельствует о поражении спинномозговой ткани и нервных рецепторов.
Диагностические мероприятия
Немаловажным условием является своевременная диагностика подобного повреждения у ребёнка, поскольку при отсутствии соответствующей терапии на фоне клиновидной деформации в позвонках возможно формирование деформационной патологии позвоночного столба (кифоза).
В результате нарушается биомеханика в нем, развиваются разные осложнения. В соответствии с локализацией травмы перелом может быть в шейной, грудной либо поясничной области.
Диагностируют компрессионный перелом позвоночника, основываясь на симптоматике, анамнезе, визуальном осмотре. Кроме того, определяют неврологический статус и назначают проведение:
- рентгенографии позвоночного столба;
- компьютерной или магнитно-резонансной томографии;
- денситометрии (чтобы выявить остеопороз);
- лабораторных исследований (когда требуется определиться с генезом понижения плотности костей);
- ПЭТ (при подозрениях на перелом вторичного характера).
Чтобы идентифицировать и диагностировать компрессионный перелом у ребёнка, в клинике чаще всего применяют рентгеновское сканирование и КТ пораженного участка.
На снимке можно заметить развитие таких морфологических перемен: развивается клиновидная деформация, снизилась либо повреждена торцевая пластина, увеличен промежуток меж позвонков, наличие боковых перемен в высоте позвонков.
Терапевтические мероприятия
Консервативная терапия подразумевает лечение компрессионного перелома позвоночника у детей антибиотиками, временное фиксирование позвоночного столба посредством специального корсета, выполнение сложно гимнастики, физиотерапевтических процедур и специфического массажа. Грамотное лечение с соблюдением советов относительно двигательной активности обычно способствует полному восстановлению структуры костей.
Восстановление при компрессионном переломе у ребёнка заключается в принятии всех требуемых мер по формированию сильных мышц, возобновлению сил и циркуляции крови в позвонках.
Терапия легкой стадии проходит в несколько этапов:
- Лечение компрессионного перелома позвоночника у детей в условиях стационара на протяжении месяца, с укладкой на щит. Подразумевает опущение ноги и функциональную тягу.
- Амбулаторная терапия на протяжении следующего месяца, которая в свой черед делится на некоторые периоды, что обусловлено толерантностью к физическому напряжению и объемом дозированного занятия лечебной физкультурой.
- Реабилитация, продолжающаяся с окончания 2-месячной терапии на протяжении 10 месяцев. В этот период следует во время сна пользоваться жёсткой поверхностью, каждый день заниматься гимнастическими упражнениями, проходить курс массажей, индуктотермию, магнитотерапию. Ребёнок находится под наблюдением ортопеда на протяжении 2 лет после повреждения.
Основной целью первого этапа терапии является устранение болей, неподвижность и снятие нагрузки с позвоночного столба. Это достигается растяжением позвоночника.
В этот период ребёнок располагается на твёрдой поверхности с головой, поднятой на 30 см, потом проводится закрепление груза с помощью тканевых ремней и фиксация подмышек.
Помощь медикаментозной терапии заключается в снятии болей и устранении негативного эмоционального фона. Кроме того, лекарства помогают восстановить кровообращение в пораженном участке. Спать пациенту нужно на жёсткой кровати, а физическую активность исключить.
Продолжается первый этап терапии при компрессионном переломе у ребёнка приблизительно 30 дней, хотя иногда он длится и дольше. В течение этого времени требуется строгое соблюдение постельного режима, а решение о возможности сесть или постоять может принять лишь доктор.
На втором периоде терапевтические действия обусловлены тяжестью перелома. Если диагностировано сложное повреждение поясничного либо грудного отдела, при котором отмечается деформация трех и более позвонков, требуется ношение специального корсета. При более серьёзной ситуации может быть назначена операция.
Для полного возобновления функций позвоночника требуется продолжительное восстановление, в том числе проведение физиотерапии, массажа и лечебной гимнастики.
Гимнастика поможет в укреплении позвонков. В соответствии с состоянием пациента назначаются физиотерапевтические процедуры либо массаж для возобновления циркуляции крови и тонуса в мышцах. Реабилитация может длиться больше 2 месяцев, затем ребёнка неоднократно осматривает травматолог на протяжении 2 лет после полученного перелома.
В случае необходимости проведения операции прибегают к использованию кифопластики и вертебропластики. Благодаря данным методикам фиксируются позвонки при сложной травме. Открытое хирургическое вмешательство применяют лишь при тяжелом переломе позвонка.
Возможные осложнения
Иногда перелом позвоночника у ребёнка по ошибке принимают за обычный травматизм, перелома не диагностируют, а терапию не проводят. Это может проявиться уже с возрастом в виде разных заболеваний.
Даже лёгкая степень перелома ведет к искривлению позвоночного столба, начинается развитие дегенеративных изменений и остеохондроза.
В качестве осложнений возможно возникновение некротизации в тканях и сдавливания рецепторов. Такая проблема способна развиться даже через несколько лет послу повреждения и проявиться в виде уменьшения двигательной амплитуды в корпусе и сильной болью в области спины. Исследованиями доказано, что образование кифоза либо сколиоза в молодом возрасте чаще всего наблюдается на фоне детской позвоночной травмы.
Самое серьёзное осложнение при перенесенном компрессионном переломе у ребенка – это паралич временный или устойчивый, что обусловлено стадией поражения спинномозгового канала либо рецепторов костной тканью поврежденного позвонка. Согласно статистике, компрессионный перелом позвоночного столба в детском возрасте является редким заболеванием, возникающим в 1-2% случаев.
Во всяком случае, не следует оставлять без внимания даже минимальные боли в области спины у детей, в особенности появившихся в результате тренировки либо падения. Даже незначительная травма одного элемента позвоночника способна привести к серьёзным болям при любой активности.
MBST-терапия
Биомеханика перелома и его заживление. Фазы
Биомеханика перелома и его заживление. Фазы
Существует ряд внешних факторов, имеющих прямое отношение к характеру перелома. К ним относятся: величина приложенной силы, ее продолжительность, направление и скорость действия. Перелом возникает тогда, когда приложенная сила превышает пластическое сопротивление кости, превосходя предел ее прочности.
Если кость подвергнуть серии повторных напряжений, она в конце концов может сломаться, даже если мощность одного единичного напряжения намного меньше силы сопротивления кости. Прочность кости непосредственно зависит от ее плотности, которая может уменьшаться вследствие остеопороза или любого другого заболевания, меняющего структуру кости, что снижает ее резистентность к напряжению.
Процесс регенерации переломов можно разделить на несколько фаз. Вначале, в момент возникновения перелома, периост обычно разрывается только на одной стороне. В промежутке между сломанными концами быстро формируется гематома. Последняя быстро организуется, образуя сгусток, и остеоциты на концах лишаются питания и погибают, оставляя концы отломков мертвыми.
Наличие некротической ткани приводит к развитию интенсивного воспалительного процесса, сопровождаемого вазодилатацией, развитием отека и экссудацией воспалительных клеток. Последние мигрируют к месту перелома вместе с полиморфно-ядерными лейкоцитами, за которыми следуют макрофаги. Эта стадия называется воспалительной фазой регенерации перелома.
Фазы заживления переломов
По мере организации гематомы из периоста проникают мезенхимальные клетки, начиная формировать раннюю кость. Эндостальные клетки также принимают участие в образовании кости, которая врастает в место перелома вместе с грануляционной тканью.
Грануляционная ткань проникает из окружающих сосудов. Наиболее интенсивная регенерация происходит вокруг капиллярных пучков, обильно образующихся в месте перелома. Регенерация с формированием новой кости происходит главным образом субпериостально, хрящ же формируется в основном в других зонах.
Начальной стадией формирования кости является образование остеобластов, которые продвигаются изнутри к наружной поверхности. Вслед за формированием коллагена идет отложение кристаллов гидроксиапатита кальция. В этой стадии, именуемой репаративной фазой, формируется костная мозоль и появляются первые клинические признаки сращения.
По мере заживления кость восстанавливает свою трабекулярную структуру. Остеокластаческая активность первоначально проявляется резорбцией неправильно сформированных трабекул и образованием новой кости соответственно силовым линиям. Эту стадию называют фазой ремоделирования.
На скорость регенерации кости влияет много факторов. Неадекватно иммобилизованные переломы заживают плохо, приводя к замедленному сращению или несращению. Патологические и внутрисуставные переломы также заживают медленно. Синовиальная жидкость содержит фибринолизин, который замедляет начальную стадию заживления перелома вследствие лизиса сгустка. Псевдоартроз формируется из несращения, когда между концами сломанной кости появляется ложный сустав.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Биомеханика перелома и его заживление. Фазы
Цель работы – обзор ианализ особенностей устройств, предназначенных для мониторинга нагрузки при лечении переломов голени. Обоснована целесообразность развития относительно нового направления прикладных исследований, ориентированных на разработку интерактивных устройств, относящихся копределенному классу ипредназначенных для мониторинга нагрузки впостоперационной стадии лечения переломов костей нижних конечностей. Втаких устройствах количество датчиков может быть относительно небольшим, что позволяет разрабатывать достаточно функциональные устройства «эконом-класса». При обосновании рекомендаций приняты во внимание, вчастности, результаты собственных экспериментальных исследований. Эффект от применения предлагаемого устройства выражается вулучшении результатов лечения ивпрофилактике осложнений. Для этого вустройстве используется блок аналого-цифрового преобразования величины давления по опорной поверхности стопы ввеличину взаимного давления отломков травмированной кости, атакже аудиовизуальная информация, передаваемая пациенту ввиде звуковых сигналов и(или) светодиодной индикации. Доклинические испытания одного из устройств выполнены вБольнице скорой медицинской помощи (г. Петрозаводск). Подтверждено, что применение телекоммуникационных технологий исовременных датчиков давления по площади контакта стопы соснованием позволяет реализовать новые возможности впрофилактике послеоперационных осложнений при лечении диафизарных переломов голени.
1.Акулич Ю.В., Зинатулин Э.А. Методика определения усилий мышц и реакций в суставах при движении нижней конечности человека в реабилитационном тренажере// Российский журнал биомеханики. – 2011. – Т. 15. – №2. – С. 7–15.
2.Биомеханика стопы человека: материалы I Международной научно-практической конференции, Гродно, 18–19июня 2008г./ ГНУ НИЦПР НАНБ; редколлегия: А.И. Свиридёнок (отв. ред.) и др. – Гродно: ГрГУ, 2008. – 172 с.
4.Верховод А.Ю., Баракат М.Ф. Биомеханический анализ причин осложнений остеосинтеза блокируемыми интрамедуллярными стержнями неопорных оскольчатых диафизарных переломов костей голени// Фундаментальные исследования. – 2012. – №10–2. – С. 236–243.
5.Воронцова А.В., Колчанов С.Н., Лузянин В.Б., Савченко В.И. Филипченков Л.С. Дозированная нагрузка в восстановительном лечении больных с диафизарными переломами костей голени// Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. – 2002. – №4. – С. 39–41.
7.Колесников Г.Н., Мельцер Р.И., Тихомиров А.А. Биомеханические аспекты косвенных измерений контактного давления костных отломков при лечении переломов голени // Современные научные исследования и инновации. – 2014. – №6–3 (38). – С. 18.
8.Колесников Г.Н., Мельцер Р.И., Тихомиров А.А., Верховод А.Ю. Косвенное измерение контактного давления отломков кости при лечении переломов голени с применением остеофиксаторов// Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – №8–3. – С. 170–171.
9.Колесников Г.Н., Раковская М.И. Энергетический критерий очередности перехода односторонних связей в действительное состояние// Обозрение прикладной и промышленной математики. – 2006. – Т. 13. – С. 652.
10.Колчанов С.Н., Филипченков Л.С., Фадеев М.Ф., Волков А.Ф., Перевалов А.В., Лазаренко И.В. Дозированная тензометрическая нагрузка в восстановительном лечении больных с диафизарными переломами костей голени// Тихоокеанский медицинский журнал. – 2008. – №4. – С. 26–28.
11.Мельцер Р.И., Иванов Д.В., Лозовик И.П., Верхо вод А.Ю., Поченты Д.О. Послеоперационное ведение больных с неопорными переломами костей голени в условиях контролируемой осевой нагрузки// Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки. – 2013. – №8 (137). – С. 37–39.
12.Набоков А.Ю. Современный остеосинтез. – М.: Изд-во «Медицинское информационное агентство», 2007. – 400 с.
16.Hennig E.M. Plantar pressure measurements for the evaluation of shoe comfort, overuse injuries and performance in soccer// Footwear Science. – 2014. – Т. 6. – №. 2. – Р. 119–127.
В данной статье рассматриваются биомеханические итехнические аспекты обеспечения стабильности остеосинтеза впостоперационной стадии лечения диафизарных переломов большеберцовой кости голени. Диафизарными переломами называют переломы диафиза (т.е. средней части) костей голени. Остеосинтез – хирургическая репозиция костных отломков иосколков иих фиксирование ванатомически правильном положении при помощи различных фиксаторов. Вкачестве фиксаторов внастоящее время используют, например, стержни, винты, спицы из нержавеющей стали или титана, конструкции из углепластиков ит.д. [12]. Впослеоперационном периоде при лечении переломов голени вцелях активизации восстановительных процессов заживления перелома необходима дозированная по величине ипродолжительности нагрузка на травмированную конечность [4, 5, 11, 12]. По мере консолидации перелома нагрузку постепенно увеличивают. Однако если нагрузка на конечность, азначит ина травмированную кость, окажется избыточно большой, то костный регенерат, образующийся вобласти контакта отломков травмированной кости будет частично или полностью разрушен. Такое разрушение является причиной осложнений, увеличивает продолжительность лечения иснижает его качество [см., например, 5, 11]. Кроме того, избыточно большая нагрузка вызывает риск разрушения фиксирующих устройств.
Клиническая практика показывает, что появляющаяся при повседневных движениях пациента нагрузка на травмированную конечность должна находиться винтервале, рекомендованном лечащим врачом. Это особенно важно на ранних стадиях заживления перелома. Очевидно, впроцессе лечения переломов необходим мониторинг нагрузки как на отломки травмированной кости, так ина фиксирующее устройство.
Прямые измерения взаимного давления костных отломков вданном случае технически невозможны. Поэтому необходимы устройства, вкоторых реализовано косвенное измерение указанной выше нагрузки на фрагменты костей. При косвенных измерениях искомая величина непосредственно не измеряется, авычисляется по результатам измерений других связанных сней величин. Например, зная нагрузку на голеностопный сустав, можно определить силы контактного взаимодействия костных отломков сучетом особенностей методики остеосинтеза [14].
В свою очередь, для определения нагрузки на голеностопный сустав травмированной конечности могут быть использованы данные оконтактном взаимодействии стопы пациента иопорной поверхности. Существует ряд методик иустройств, предназначенных для исследования контактного взаимодействия стопы иопорной поверхности [2, 3, 5, 15]. Данные одавлении по стопе, являясь результатом прямых измерений, могут быть использованы вкачестве исходных данных для моделирования контактного взаимодействия костных отломков как друг сдругом, так и сэлементами фиксирующих устройств. При этом модели скелетно-мышечных систем ввиде статически неопределимых конструкций, применение метода перемещений канализу этих конструкций [6, 9] иоптимизационное уточнение значений сил всухожильно-мышечных комплексах [1] создают новые возможности для решения известной проблемы избыточности вбиомеханике.
На ранних стадиях развития затронутого направления прикладных междисциплинарных исследований для получения количественной оценки допустимой нагрузки на травмированную конечность использовались обычные напольные весы [10]. Развитие иприменение информационных ителекоммуникационных технологий, атакже появление самоклеющихся пленочных датчиков давления привело кпоявлению разнообразных устройств, используемых для определения давления по стопе [2, 3, 13]. Эти устройства могут быть классифицированы взависимости от области применения иособенностей исследования.
Например, висследованиях характеристик спортивной обуви, где необходим большой объем информации обыстро меняющемся давлении по стопе, применяют специальные стельки, вкоторых число датчиков может превышать 1000 [15].
Однако особенностью послеоперационной стадии лечения перелома голени являются медленные (как правило) движения пациентов, при этом нагрузка от веса тела передается на основание через анатомически предопределенные участки стопы. Именно на этих участках необходимо определять давление стопы на стельку идалее на основание (рис.1). Хорошо известно, что внорме центры тяжести этих участков находятся ввершинах ина сторонах треугольника санатомически ифизиологически предопределенными геометрическими характеристиками [14, с.52–58].
Рис. 1. Датчики1–7 иопорные участки стопы
Учет обозначенных особенностей приводит кобоснованию целесообразности развития относительно нового направления прикладных исследований, ориентированных на разработку интерактивных устройств, относящихся копределенному классу ипредназначенных для мониторинга нагрузки впостоперационной стадии лечения переломов костей нижних конечностей [7, 8, 10, 11]. Втаких устройствах количество датчиков может быть относительно небольшим, что позволяет разрабатывать достаточно функциональные устройства «эконом-класса».
Чтобы уменьшить риск перегрузки датчиков, целесообразно использовать большее количество датчиков меньших размеров. Врассматриваемом случае датчики должны быть размещены вточках 1–7 сучетом индивидуальных анатомических особенностей стопы пациента (рис.1). Касаясь возможной перегрузки датчиков, заметим, что, например, вработе [16] экспериментально определены максимумы давления по подошвенной поверхности стопы футболиста: 440кПа при резких движениях и1650кПа при исполнении пенальти.
Клинический результат от применения предлагаемого устройства [6, 8, 13] выражается вулучшении результатов лечения ивпрофилактике осложнений. Для этого вустройстве используются блок аналого-цифрового преобразования величины давления по опорной поверхности стопы ввеличину взаимного давления отломков травмированной кости, атакже аудиовизуальная информация, передаваемая пациенту ввиде звуковых сигналов и(или) светодиодной индикации (рис.3).
Рис. 3. Фрагмент устройства смикроконтроллером иBluetooth-модулем
Устройство может комплектоваться программой преобразования величины давления по опорной поверхности стопы ввеличину взаимного механического давления костных отломков травмированной конечности. Всложных случаях такое преобразование затруднительно. Поэтому вкачестве контролируемой величины вкаждый момент времени может быть принята сумма отсчетов датчиков 1–7 (рис.1), что приемлемо впослеоперационной стадии при медленных движениях сдополнительной опорой [4, 11]. Отвлекаясь от медицинских аспектов, предположим, что суммарная нагрузка на травмированную конечность при осторожной ходьбе сдополнительной опорой не должна превышать 45Н. Данное значение устанавливается (программируется) впредлагаемом устройстве вкачестве предельного. Это значение (45Н) определяет «красную линию», т.е. границу области высокого риска (рис.4).
Рис. 4. Показания исумма показаний датчиков
По мере приближения нагрузки кпредельному значению, атакже при его достижении пациенту автоматически выдаётся ваудиовизуальной форме соответствующая предостерегающая информация. Тем самым создается объективная основа для формирования стереотипа безопасных движений пациента. Кроме того, названные выше результаты измерений по беспроводному каналу передаются взапоминающее устройство для детального анализа иобоснования рекомендаций по улучшению результатов лечения переломов сучетом индивидуальных особенностей пациента [4, 7, 11].
В нижней части рис.4 представлены данные датчиков, установленных вобластях1, 3, 5, 7 по рис.1. Вобласти1 были установлены два датчика1.1 и1.2. Показания этих датчиков (рис.4) мало отличаются друг от друга, что указывает на возможность использования вряде случаев взамен двух датчиков вобласти1 только одного датчика.
Показания одного из датчиков (рис.4) мало отличаются от нуля. Это может быть вызвано как особенностями движения пациента, так инекорректной локализацией датчика.
Работа выполнена при поддержке Программы стратегического развития ПетрГУ врамках реализации комплекса мероприятий по развитию НИР на 2012-2016 гг.
Рецензенты:
Стефанович Г.Б., д.ф.-м.н., профессор, директор Института информационно-телекоммуникационных инанотехнологий ПетрГУ, г. Петрозаводск;
Григович И.Н., д.м.н., профессор, зав. кафедрой педиатрии идетской хирургии, Медицинский институт ПетрГУ, г. Петрозаводск.
Болезнь Пертеса
Болезнь Пертеса (полное название болезнь Легга–Кальве–Пертеса) является довольно частой патологией тазобедренного сустава у детей в возрасте от 3 до 15 лет и представляет собой асептический некроз головки бедренной кости и нарушение кровоснабжения хрящевой ткани сустава. Некроз асептический и не связан с инфекциями. Болезнь Пертеса встречается больше у мальчиков, но у девочек это заболевание протекает тяжелее. Как правило, идет поражение одного сустава, но в определенном проценте случаев бывает двухстороннее поражение суставов.
Причины возникновения этого заболевания до конца не выяснены, но определенные механизмы патогенеза стали понятны в последние годы.
В первую очередь, необходима определенная генетическая детерминированность (то есть наличие миелодисплазии). Миелодисплазия означает недоразвитие спинного мозга. Как правило миелодиспазия бывает умеренной и проявляется только – нарушением в развитии иннервации тазобедренного сустава, что и проявляется различными ортопедическими заболеваниями (в том числе и болезнью Пертеса). Недоразвитие иннервации сопровождается недоразвитием и сосудистой сети, отвечающей за кровоснабжение сустава и снижением тонуса сосудов. Но для развития асептического некроза необходимо полное прекращение кровотока к головке тазобедренной кости. Такие условия возникают при воспалении сустава или травмы сустава.
Воспалительный процесс в суставе может быть реактивного характера на перенесенные инфекции (ОРЗ, ЛОР заболевания). Как правило, симптоматика болезни Пертеса имеет связь с небольшими травмами или перенесенными вирусными заболеваниями, что и отмечается родителями пациентов. В результате сочетания генетической недоразвитости иннервации и кровоснабжения и при наличии провоцирующих факторов (травма или инфекции) происходит нарушение кровообращения головки бедра, что приводит к частичному или полному некрозу участка с нарушенным кровоснабжением. Вначале происходит некроз в в ядре окостенения головки бедренной кости, затем возможен компрессионный перелом в этой части бедренной кости и, потом рассасывание некротизированной ткани и замещением костной ткани соединительной тканью, которая в свою очередь через некоторое время кальцинируется. Все это приводит к укорочению шейки бедренной кости, нарушению структуры вертлужной впадины и, эти анатомические нарушения ведут к нарушению биомеханики движений в тазобедренном суставе.
Симптомы
Симптоматика при болезни Пертеса зависит от степени некротизации и величины очага некроза. При начальной стадии болезни Пертеса симптомы могут отсутствовать или быть незначительными. Дети могут жаловаться на умеренные болевые ощущения в области бедра тазобедренного сустава или коленного сустава.
Кроме того, может отмечаться нарушение походки (приволакивание ноги). Такое латентное лечение при начальной стадии болезни Пертеса (стадия остеонекроза) приводит к тому, что диагностировать и соответственно лечить это заболевание на ранней стадии удается редко. По мере развития некроза развивается деформация головки бедра, что приводит к изменению биомеханики сустава и появлению таких симптомов, как хромота, боли в ноге, в суставе. Последствиями импрессионных переломов в зоне некроза может быть укорочение конечности, что возможно будет обнаружено при визуальном осмотре.
Диагностика
Основным методом диагностики болезни Пертеса является рентгенография. Как правило, назначается рентгенография тазобедренного сустава в передне-задней проекции и в проекции Лауэнштейна. Кроме того, возможно для более четкой визуализации морфологических изменений назначение МРТ и УЗИ тазобедренных суставов. Лабораторные методы исследования необходимы в случае дифференциации с другими возможными заболеваниями тазобедренного сустава.
Лечение
Лечение болезни Пертеса может быть консервативным и оперативным.
В основе консервативного лечения проводятся лечебные мероприятия направленные на обеспечение центрации головки бедра (то есть полного погружения головки бедра в вертлужную впадину). Сразу после постановки диагноза болезни Пертеса назначается постельный режим и полное исключение нагрузок на ногу (ходить можно только на костылях). Для поддержания центрации применяются специальные ортопедические изделия (шины Вилеского, Мирзоева, гипсовые повязки Ланге и другие). Постоянная центрация особенно необходима при большой зоне некроза. Кроме ортопедических приспособлений применяются также массаж, медикаментозное лечение, физиотерапия и лечебная гимнастика. Комплекс лечебных мероприятий проводится курсами по 2-4 недели с перерывами в 1 месяц. Лечебная же гимнастика должна проводиться ежедневно. Продолжительность консервативного лечения проводимого в условиях полной (или частичной разгрузки) больной ноги составляет в среднем от 1 до 4 лет. Длительность лечения зависит от возраста ребенка и степени патологических изменений на начало лечения. Дозированные нагрузки допускаются только на основании положительной динамики на рентгенографии (МРТ) сустава.
Но когда происходит значительная деформация бедренной кости и подвывих бедра,то нередко необходимо оперативная реконструкция сустава. Кроме того, преимуществом операционного лечения при больших некрозах является отсутствие необходимости в длительном ношение ортопедических изделий и сокращение сроков реабилитации.
Использование материалов допускается при указании активной гиперссылки на постоянную страницу статьи.
Регенерация кости (заживление переломов): стадии, сроки, условия ускорения заживления перелома
В данной главе представлены биологические и биомеханические основы лечения переломов.
Мы рассмотрим, как сломанная кость ведет себя в разных биологических и механических условиях и как это влияет на выбор хирургом метода лечения.
Любое хирургическое вмешательство может изменить биологические условия, а любой метод фиксации - изменить механические условия.
Эти изменения способны оказывать значительное влияние на сращение перелома и определяются хирургом, а не пациентом.
Поэтому каждый хирург-травматолог должен обладать базовыми знаниями по биологии и биомеханике сращения переломов, чтобы принимать, правильные решения при их лечении.
Оглавление:
Главная цель внутренней фиксации - срочное и, если возможно, полное восстановление функции поврежденной конечносги.
Хотя надежное сращение перелома является лишь одним из элементов функционального восстановления, его механика, биомеханика и биология важны для достижения хорошего результата.
Фиксация перелома - это всегда компромисс: в силу биологических и биомеханических причин часто необходимо в некоторой степени жертвовать прочностью и жесткостью фиксации, а оптимальный имплантат не обязательно должен быть самым прочным и жестким.
Целью внутренней фиксации является не постоянное замещение сломанной кости, а ее временная поддержка для обеспечения ранней функциональной реабилитации и сращения в правильном анатомичном положении
В критических условиях механические требования могут быть важнее биологических, и наоборот. Аналогично, при выборе материала имплантата приходится идти на компромисс: например, выбирать между механической прочностью и пластичностью стали и электрохимической и биологической инертностью титана.
Хирург определяет, какая комбинация технологий и оперативных методов наиболее полно соответствует его опыту, имеющимся условиям и, главное, потребностям пациента.
Характеристики кости
Кость служит опорой и защитой для мягких тканей и обеспечиваег движения и механическую функцию конечности.
Важными механическими характеристиками кости являются ее жесткость (кость очень незначительно деформируется под влиянием нагрузки) и прочность (кость переносит высокие нагрузки без перелома)
При обсуждении переломов и их заживления особый интерес представляет хрупкость кости: кость прочна, но ломается при незначительных деформациях.
Это означает, что кость ведет себя скорее как стекло, а не как резина. Поэтому в начале естественного процесса сращения костная ткань не может сразу перекрыть щель перелома, который постоянно подвергается смещениям.
При нестабильной или эластичной фиксации переломов (относительной стабильности) последовательность биологических событий - в основном сначала формирование мягкой, затем жесткой мозоли - помогает уменьшить нагрузку и деформацию регенерирующих тканей.
Резорбция концов костных отломков увеличивает межотломковую щель. Пролиферирующая ткань менее ригидна (чем костная), что уменьшает механическое напряжение в зоне перелома.
Условия микроподвижности способствуют образеванию костно-хрящевой муфты, которая повышает механическую стабильность перелома. После достижения надежной фиксации перелома мозолью происходит полное восстановление функции. Затем за счет внутренней перестройки восстанавливается исходная структура кости - процесс, который может занять годы.
Перелом кости
Перелом - это результат однократной или повторяющейся перегрузки. Собственно перелом возникает в течение доли миллисекунды.
Он приводит к предсказуемому повреждению мягких тканей вследствие их разрыва и процесса типа имплозии - «внутреннего взрыва». Мгновенное разъединение поверхностей перелома приводит к вакуум-эффекту (кавитации) и тяжелым повреждениям мягких тканей
Механические и биохимические явления
Перелом вызывает нарушение непрерывности кости, что приводит к патологической подвижности, потере опорной функции кости и к боли.
Хирургическая стабилизация можег немедленно восстановить функцию кости и уменьшить боль, при этом пациент получит возможность безболезненных движений и избежит таких последствий повреждений, как комплексные региональные болевые синдромы.
При переломе происходит разрыв кровеносньк сосудов кости и надкостницы. Спонтанно высвобождаемые биохимические агенты (факторы) учасгауют в индукции процессов заживления. При свежих переломах эти агенты весьма эффективны, и какой-либо дополнительной стимуляции практически не требуется.
Перелом и кровоснабжение кости
Хотя перелом -исключительно механический процесс, он вызывает важные биологические реакции, такие как резорбция кости и образование костной мозоли. Эти реакции зависят от сохранности кровоснабжения. Следующие факторы оказывают влияние на кровоснабжение в зоне перелома и имеют непосредственное значение для хирургического лечения:
- Механизм повреждения. Величина, направление и концентрация сил в зоне повреждения определяют тип перелома и сопутствующие повреждения мягких тканей. В результате смещения фрагментов разрываются периостальные и эндостальные сосуды, отделяется надкосгница. Кавитация и имплозия (внутренний взрыв) в зоне перелома вызывают дополнительные повреждения мягких тканей.
- Первичное лечение пациента. Если спасательные мероприятия и транспортировка происходят без шинирования переломов, смещения отломков в зоне перелома будут усугублять иоюдные повреждения
- Реанимация пациента. Гиповолемия и гипоксия увеличивают тяжесть повреждения мягких тканей и кости, поэтому должны быть устранены на ранних этапах лечения.
- Хирургический доступ. Хирургическое обнажение перелома неизбежно ведет к дополнительному повреждению, которое может быть минимизировано за счет точного знания анатомии, тщательного предоперационного планирования и скрупулезной хирургической техники
- Имплантат. Значительное нарушение костного кровотока может возникать не только из-за хирургической травмы, но и вследслвие контакта импдантата с костью.
Пластины с плоской поверхностью (напр. DCP) имеют большую площадь контакта. Динамическая компрессионная пластина с ограниченным контактом (LC-DCP) имеет вырезки на поверхности, обращенной к кости; она была разработана именно для уменьшения площади контакта. Однако площадь контакта зависит также от соотношения радиусов кривизны пластины и кости.
Если радиус кривизны нижней поверхности пластины больше, чем радиус кривизны кости, то их контакт может бьть представлен единичной линией, и это уменьшает преимущества LC-DCP по равнению с плоской поверхносгыо DCP. Наоборот, когда радикс кривизны пластины меньше радиуса кривизны кости, имеется контакт по обоим краям пластины (две линии контакта), и латеральные вырезки на LC-DCP в значительной сгепени уменьшат площадь контакта. - Последствия травмы. Повышенное внутрисуставное давление уменьшает циркуляцию крови в эпифизе, особенно у молодых пациентов. Доказано, что повышение гидравлического давления (за счет интракапсулярной гематомы) снижает кровоснабжение эпифиза при открытой зоне роста.
Мертвая кость может быть восстановлена только путем удаления и замещения (т.н. «ползущее замещение» за счет остеональной или пластинчатой перестройки), процесса, который требует для завершения продолжительного времени.
Общепризнано, что омертвевшая ткань (особенно кость) предрасположена к инфицированию и поддерживает его.
Еще один эффект некроза - индукция внутренней (гаверсовой) перестройки кости. Она делает возможной замену мертвых осгеоцитов, но прмводит к временному ослаблению кости из-за транзиторного осгеопороза, который является неотъемлемой частью процесса ремоделирования.
Остеопороз часто наблюдается непосредственно под поверхностью пластин и может быть уменьшен за счет сокращения площади контакта пластины с костью (напр. LC-DCP), что максимально сохраняет периосгальное кровоснабжение и уменьшает объем аваскулярной кости.
Микроангиографические исследования показали, что большая часть кровоснабжения зоны косгной мозоли осуществляется из окружающих мягких тканей. Это является веской причиной не оголять кость от мягких тканей!
Немедленное снижение костного кровотока наблюдалось после перелома и остеотомии, при этом кровоснабжение кортикального слоя поврежденной части кости снижалось почти на 50%. Это снижение связывалось с физиологической вазоконсгрикцией как периосгальных, так и медуллярных сосудов, возникающей как ответная реакция на травму.
В процессе сращения перелома, однако, наблюдается увеличивающаяся гиперемия в прилежащих внутри- и внекостных сосудах, достигающая пика спустя 2 недели. После этого кровоток в области костной мозоли постепенно вновь снижается. Отмечается также временное изменение нормального центросгремительного направления кровотока на противоположное после повреждения медуллярной системы кровообращения.
Перфузия костной мозоли крайне важна и может определить результат процесса консолидации. Кость может формироваться только при поддержке сосудистой сети, и хрящ не будет жизнеспособен при отсутствии достаточной перфузии. Однако эта аншогенная реакция зависит как от метода лечения перелома, так и от созданньк механических условий.
- Сосудистая реакция более выражена при использовании более эластичной фиксации, возможно, вследсгвие большего объема костной мозоли.
- Значительное механическое напряжение ткани, вызываемое нестабильностью, уменьшает кровоснабжение, особенно в щели перелома.
- Хирургическое вмешательство при внутренней фиксации переломов сопровождается изменениями гематомы и кровоснабжения мягких тканей. После чрезмерного рассверливания костномозгового канала
- Эндостальный кровоток уменьшается, однако если рассверливание было умеренным, отмечается быстрая гиперемическая реакция.
- Рассверливание при интрамедуллярном осгеосинтезе приводит к замедлению восстановления кортикальной перфузии в зависимости от степени рассверливания.
- Рассверливание не оказывает влияния на кровоток в косгной мозоли, так как кровоснабжение мозоли зависит в основном от окружающих мягких тканей. В дополнение к широкому обнажению кости значительная площадь контакта кости и имплантата приведет к снижению костного кровотока, так как кость получает снабжение из периостальных и эндостальньпс сосудов.
- Нарушение кровоснабжения минимизируется путем отказа от непостредственной манипуляции фрагментами, применением минимально-инвазивных вмешательств, использованием внешних или внутренних фиксаторов.
Как срастается перелом
Различают два типа сращения перелома:
- первичное, или прямое, сращение путем внутренней перестройки;
- вторичное, или непрямое, сращение путем формирования костной мозоли.
Первый происходит только в условиях абсолютной стабильности и является биологическим процессом остеональной перестройки кости.
Второй наблюдается при относительной стабильности (эластичной фиксации). Происходящие при этом типе сращения процессы сходны с процессами эмбрионального развития кости и включают как интрамембранозное, так и эндохондральное формирование кости.
При диафизарньк переломах формируется костная мозоль.
Сращение кости можно разделить на четыре стадии:
- воспаление;
- формирование мягкой мозоли;
- формирование жесткой мозоли;
- ремодедирование (перестройка).
Хотя эти стадии имеют различные характеристики, переход от одной к другой происходит плавно. Стадии определены произвольно и описываются с некоторыми вариациями.
К концу стадии формирования мягкой мозоли достигается стабильность достаточная для предотвращения укорочения, хотя угловые смещения в зоне перелома все еще могут происходить.
Воспаление
После возникновения перелома начинается воспалительная реакция, которая продолжается до начала формирования фиброзной, хрящевой или костной таани (1-7-е сутки после перелома). Первоначально образуются гематома и воспалительный экссудат из поврежденньк кровеносньк сосудов. У концов сломанной кости наблюдается остеонекроз.
Повреждение мягких тканей и дегрануляция тромбоцитов приводят к выбросу мощных цитокинов, которые вызывают типичную воспалительную реакцию, т.е. вазодилятацию и гиперемию, миграцию и пролиферацию полиморфноядерных нейтрофилов, макрофагов и т.д. Внутри гематомы образуется сеть фибриновых и ретикулярных волокон, также представлены коллагеновые волокна. Происходит постепенное замещение гематомы грануляционной тканью. Остеокласты в этой среде удаляют некротизированную кость на концах отломков фрагментов.
Формирование мягкой мозоли
Со временем боль и отек уменьшаются, и образуется мягкая мозоль. Это примерно соответствует времени, когда фрагменты уже не смещаются свободно, то есть приблизительно через 2-3 недели после перелома.
Стадия мягкой мозоли характеризуется созреванием мозоли. Клетки-предшественники в камбиальных слоях надкостницы и эндоста стимулируются для развития в остеобласты. Вдали от щели перелома на поверхности периоста и эндоста начинается интрамембранозный аппозиционный рост кости, за счет которого формируется периостальная муфта грубоволокнистой костной ткани и заполняется костномозговой канал. Далее происходят врастание в мозоль капилляров и повышение васкуляризации. Ближе к щели перелома мезенхимальные клетки-предшественники размножаются и мигрируют через мозоль, дифференцируясь в фибробласты или хондроциты, каждые из которых продуцируют характерный внеклеточный матрикс и медленно замещают гематому.
Формирование жесткой мозоли
Когда концы перелома связаны между собой мягкой мозолью, начинается стадия жесткой мозоли которая продолжается до тех пор, пока отломки не зафиксируются прочно новой костью (3-4 месяца). По мере прогрессирования внугримембранозного образования кости мягкая ткань в щели перелома подвергается энхондральной оссификации и трансформируется в жесткую кальцифицированную ткань (грубоволокнистую кость). Рост костной мозоли начинается на периферии зоны перелома, где деформации минимальны.
Формирование этой кости уменьшает деформации в расположенных ближе к центру отделах, где в свою очередь также формируется костная мозоль. Таким образом, формирование жесткой мозоли начинается по периферии и прогрессивно смещается к центру перелома и межотломковой щели. Первичный костный мостик формируется снаружи или внутри костномозгового канала, вдали от подлинного кортикального слоя. Затем, путем энхондральной оссификации, мягкая ткань в щели перелома замещается грубоволокнистой костью, которая в итоге соединяет первоначальные кортикальные слои.
Ремоделирование
Стадия ремоделирования начинается после прочной фиксации перелома грубоволокнисгой костной тканью. Она постепенно замещается пластинчатой костью путем поверхностной эрозии и остеональной перестройки.
Этот процесс может занять от нескольких месяцев до нескольких лет. Он продолжается до тех пор, пока кость полностью не восстановит свою первоначальную морфологию, в том числе костномозговой канал.
Различия в сращении кортикальной и спонгиозной кости
В отличие от вторичного сращения кортикальной кости сращение спонгиозной кости происходит без формирования значимой внешней мозоли.
Посде стадии воспаления формирование кости осуществляется за счет интрамембранозной оссификации, что можно объяснить огромным ангиогенным потенциалом трабекулярной косги, а также используемой при метафизарных переломах фиксацией, которая обычно более стабильна.
В редких случаях значительной межфрагментарной подвижности щель перелома может заполняться промежуточными мягкими тканями, однако обычно это фиброзная ткань, которая вскоре замещается костной.
Перелом шейки бедра
Перелом шейки бедра - тяжелая и опасная травма, которая может возникать как у пожилых, так и у молодых людей.
Внимание! информация на сайте не является медицинским диагнозом, или руководством к действию и предназначена только для ознакомления.
Популярная информация
для пациентов
doclvs | Врач травматолог на страницах Комсомольской правды
Справочная информация
Шеечно-диафизарный угол
- у взрослых: 125° - 135°.
- у детей:
- новорожденные: 134°
- 1 год: 148°
- 3 года: 145°
- 5 лет: 142°
- 9 лет: 138°
- в подростковом возрасте - 130°
Измеряется между линией соединяющей центр головки бедренной кости и центр шейки бедренной кости и линией проведенной через середину диафиза.
Ацетабулярный угол по возрасту ребенка
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ТИПЫ ТАЗОБЕДРЕННЫХ СУСТАВОВ ПО ГРАФУ
Типы по Графу Угол альфа Угол бетта Зрелый сустав 1a >60 1b >60 >55 Незрелый сустав 2a (возраст ребенка до 3х мес) 50-59 >55 2b (возраст ребенка до 3х мес) 50-59 >55 2c 43-49 >55 Подвывих 3a >77 3b >77 Вывих 4 >77 Артроз плечевого сустава
Артроз плечевого сустава – это заболевание плечевого сустава хронической формы, которое имеет свойство прогрессировать, если вовремя не начать лечение.
Киста Бейкера (Беккера)
Киста Бейкера (киста коленного сустава) – представляет собой плотное, мягкое и эластичное опухолевидное образование, располагающееся в подколенной ямке.
Ревматоидный артрит: что это?
Ревматоидный артрит - это заболевание иначе называется инфекционным неспецифическим полиартритом. Болезнь носит длительный (хронический) и прогрессирующий характер.
Внимание! Все материалы размещенные на странице не являются рекламой,
а есть не что иное как мнение самого автора,
которое может не совпадать с мнением других людей и юридических лиц!Материалы, предоставленные на сайте, собраны из открытых источников и носят ознакомительный характер. Все права на данные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае обнаружения нарушения авторских прав - просьба сообщить через обратную связь. Внимание! Вся информация и материалы, размещенные на данном сайте, представлены без гарантии того, что они не могут содержать ошибок.
Есть противопоказания, необходимо проконсультироваться со специалистом!Читайте также: