Anatomic and Functional Characteristics of Muscles at Transosseous Distraction Osteosynthesis (clinics, experiment - facts, hypothesis)

Abstract


Analysis of clinical and experimental data related to biomechanical, functional and morpholo­gical changes of skeletal muscles in surgical crus lengthening by transosseous distraction osteo­synthesis was presented. It was electrophysiological proved that muscle activity decreased starting from the first days of lengthening while muscle tonus significantly increased. Sonography showed that muscle bands reoriented parallel to distraction forces. In fixation period local thickening of muscle bands was detected. After device removal muscle structure and muscle conractivity of the lengthened segment restored. Morphological studies showed that during dis­traction the volumetrical density of connective tissue in muscles increased and simultaneously destruction and reparative regeneration of muscle fibers were noticed. It was shown that after single-step compression of bone regenerate, stroma-parenchyma relationship was shifted to parenchyma. Active training of muscles was stipulated because inner tension of the muscles prevented the development of destructive processes, stimulated regeneration of muscles fibers. All those processes made up the base for functional rehabilitation of loco-motor system both in patients with orthopaedic pathology and in healthy subjects at surgical increasing of height with cosmetic purpose.

Full Text

Динамика показателей заболеваемости населе­ния России в группе «Врожденные аномалии» (по МКБ 10) демонстрирует выраженную тенден­цию к их росту. Так, если в 1993 г. число детей и подростков с врожденными аномалиями, среди которых на пороки развития опорно-двигательно­го аппарата приходится 40-50%, составляло 17,4 в расчете на 1000 населения данной возрастной категории, то в 1998 г. — 28,2 [2]. Согласно данным комитета экспертов ВОЗ, за последнюю четверть века частота врожденных аномалий развития ске­лета у детей удвоилась. Проблема лечения врожденных пороков разви­тия конечностей несмотря на почти трехвековую историю ее изучения остается трудноразрешимой. В настоящее время все чаще используются мето­дики чрескостного остеосинтеза, в основе которых лежит принцип дозированного исправления дефор­маций, круглосуточного высокодробного автомати­ческого удлинения отстающего в развитии сегмен­та конечности [14]. Как правило, удлинение конеч­ности сопряжено с формированием контрактур смежных суставов, что требует более или менее длительной реабилитации. С нашей точки зрения, понимание механического поведения мышцы во время удлинения конечности, подкрепленное мор­фологическими исследованиями, должно помочь врачу-ортопеду осознанно использовать все воз­можности для профилактики осложнений и сокра­щения сроков реабилитации. Опыт удлинения различных сегментов конеч­ностей более чем у 2 тыс. больных с врожденными укорочениями или с недостаточным ростом позво­ляет утверждать, что основная трудность заклю­чается в функциональной реабилитации нервно-мышечного аппарата конечности. Целью данной работы явилось изучение состо­яния скелетных мышц на органном и клеточном Ускорить период релаксации можно, если од­номоментно сблизить костные фрагменты удли­няемого сегмента на «высоту зоны роста костного регенерата», т.е. на 1-5 мм (этот прием предло­жен В.И. Шевцовым и А.В. Попковым в 1994 г. для стимуляции регенераторного процесса кости [7]). Сближение точек прикрепления мышцы ве­дет к быстрому восстановлению спиралевиднос-ти коллагенового волокна в составе соединитель­нотканных структур мышцы. Появляется запас пространства для утолщения мышечного волокна во время активного сокращения миофибрилл. В этот период создаются благоприятные биоме­ханические условия для активной функциональ­ной реабилитации мышцы. Наши морфологические исследования (с исполь­зованием стереологического анализа) показали, что снижение (сброс) дистракционных усилий после компрессии стимулирует развитие паренхиматоз­ных элементов — мышечных волокон и вызывает некоторую редукцию стромы в сравнении с тем, что наблюдается при классическом удлинении ко­нечности. Данный факт подтверждается вторич­ным параметром — отношением объемной плотно­сти соединительной ткани к объемной плотности мышечных волокон: при классическом дистракци-онном остеосинтезе через 1 мес после снятия ап­парата этот показатель составляет 396%, а при пос­ледовательном дистракционно-компрессионном остеосинтезе — лишь 138% от значений на интакт-ном сегменте. По окончании удлинения в экспе­рименте объемная плотность мышечных волокон при дистракционно-компрессионном остеосинтезе была в 1,3 раза выше и приближалась к значению интактной мышцы. Относительный объем мышеч­ных волокон в единице тестовой ткани при дис­тракционно-компрессионном остеосинтезе был на 17% больше, а относительный объем соединитель­ной ткани — на 14,3% меньше, чем при дистракци-онном остеосинтезе. Таким образом, исследование передней больше­берцовой мышцы с использованием стереологичес­кого анализа позволило выявить следующее: 1) при дистракционно-компрессионном остео­синтезе по окончании эксперимента васкуляриза-ция мышечной ткани в 1,9 раза выше, чем при дистракционном остеосинтезе, при этом площадь гематотканевой диффузии одинакова; 2) численная плотность микрососудов и мышеч­ных волокон при дистракционно-компрессионном остеосинтезе достоверно выше, чем при дистрак­ционном; минимальное межкапиллярное расстоя­ние и радиус цилиндра мышечных волокон, снаб­жающихся одним капилляром путем диффузии, при дистракционно-компрессионном остеосинтезе меньше; 3) по окончании эксперимента объемная плот­ность эндомизия при дистракционно-компрессион­ном остеосинтезе в 2,2 раза ниже, чем при дис­тракционном; это позволяет предположить, что при дистракционно-компрессионном остеосинтезе стро-мально-паренхиматозные отношения сдвигаются в сторону паренхимы. Преобладают более крупные мышечные волокна с меньшим количеством соеди­нительнотканных прослоек. Лечебно-восстановительный комплекс в этот период должен включать прежде всего упражне­ния, связанные с активным сокращением мышцы, с увеличением амплитуды движений в суставах. Повысить внутримышечное давление можно толь­ко за счет поступления нервного импульса на мы­шечное волокно и сокращения саркомеров миофиб­рилл. Этот процесс можно ускорить, если к актив­ным систематическим занятиям ЛФК дополнитель­но подключить сеансы электромиостимуляции. Одним из перспективных направлений является включение в лечебно-реабилитационный процесс методик функционального биоуправления. Актив­ная тренировка мышцы, повышение ее внутренне­го напряжения стимулирует регенерацию мышеч­ных волокон и способствует восстановлению архи­тектоники пучков коллагеновых волокон соедини­тельнотканных оболочек, оказывает благоприят­ное влияние на кровообращение мышцы. Все эти процессы взаимосвязаны и лежат в основе функ­циональной реабилитации пациента.

References

  1. Вайн А.А., Эрелине Я.Я. Алгоритм анализа биомеха­нических свойств скелетных мышц: Ученые записки Тартуского ун-та. — 1985. — Вып. 723. — С. 122-137.
  2. Государственный доклад о состоянии здоровья насе­ления Российской Федерации в 1998 году (Минздрав РФ, РАМН). — М., 1999.
  3. Гурфинкелъ B.C., Левик Ю.С. Скелетная мышца: структура и функция. — М., 1985.
  4. Данилов Р.К., Клишов А.А. //Арх. анат. — 1981. — N 1. — С. 95-107.
  5. Дъячкова Г.В. Мышечно-фасциальный аппарат голе­ни при удлинении ее по методу Илизарова: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Курган, 1981.
  6. Криворучко Г.А., Шеин А.П. //Мед.-биол. конф. моло­дых ученых Кургана, 1-я: Тезисы докладов. — Кур­ган, 1976. — С. 74-76.
  7. Пат. 2071740 РФ, МКИ6 А61 В17/56. Способ стиму­ляции репаративного процесса кости /В.И. Шевцов, А.В. Попков. — Бюл. изобрет. — 2001. — N 2.
  8. Попков А.В. //Гений ортопедии. — 2000. — N 4. — С. 105-111.
  9. Филимонова Г.Н., Ерофеев С.А., Шрейнер А.А. Бара­нова С.В. //Там же. — 1999. — N 3. — С. 14-19.
  10. Хилл А. Механика мышечного сокращения. Старые и новые опыты: Пер. с англ. — М., 1972.
  11. Целлариус С.Ф., Целлариус Ю.Г. //Бюл. экспер. биол. — 1975. — N 1. — С.71-74.
  12. Целлариус С.Ф., Целлариус Ю.Г. Гистопатология оча­говых метаболических повреждений волокон сомати­ческой мускулатуры. — Новосибирск, 1979.
  13. Шеин А.П., Криворучко Г.А. //Метод Илизарова — достижения и перспективы: Тезисы докладов Междунар. конф., посвященной памяти Г.А. Илизарова. — Курган, 1993. — С. 158-159.
  14. Шрейнер А.А., Ерофеев С.Л., Щудло М.М. и др. //Гений ортопедии. — 1999. — N 2. — С. 13-17.
  15. Щуров В.А., Гребенюк Л.А., Мурадисинов С.О. //Бюл. ВСНЦ Сибирского отделения РАМН. — 1994. — N 1-2.— С. 55-57.
  16. Щуров В.А., Гребенюк Л.А., Дъячкова Г.В. //Вопросы биомеханики в травматологии и ортопедии: Науч. тру­ды. — Казань, 1989. — С. 55-58.
  17. Beier W. Biophysik. — Leipzig, 1962.
  18. Fung V.C. Biomechanics. — New York etc., 1981.
  19. Khoroskov L.A., Odintsova N.A. //Arch. Gistol. Embriol. — 1988. — Vol. 95, N 12. — P. 41-48.

Statistics

Views

Abstract - 20

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2004 Popkov A.V., Grebenyuk L.A., Filimonova G.N., Popkov D.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies