Anatomic and Functional Characteristics of Muscles at Transosseous Distraction Osteosynthesis (clinics, experiment - facts, hypothesis)
- Authors: Popkov A.V1, Grebenyuk L.A1, Filimonova G.N1, Popkov D.A1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 11, No 3 (2004)
- Pages: 67
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/0869-8678/article/view/48070
- DOI: https://doi.org/10.17816/vto200411367
- ID: 48070
Cite item
Full Text
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
- Вайн А.А., Эрелине Я.Я. Алгоритм анализа биомеханических свойств скелетных мышц: Ученые записки Тартуского ун-та. — 1985. — Вып. 723. — С. 122-137.
- Государственный доклад о состоянии здоровья населения Российской Федерации в 1998 году (Минздрав РФ, РАМН). — М., 1999.
- Гурфинкелъ B.C., Левик Ю.С. Скелетная мышца: структура и функция. — М., 1985.
- Данилов Р.К., Клишов А.А. //Арх. анат. — 1981. — N 1. — С. 95-107.
- Дъячкова Г.В. Мышечно-фасциальный аппарат голени при удлинении ее по методу Илизарова: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Курган, 1981.
- Криворучко Г.А., Шеин А.П. //Мед.-биол. конф. молодых ученых Кургана, 1-я: Тезисы докладов. — Курган, 1976. — С. 74-76.
- Пат. 2071740 РФ, МКИ6 А61 В17/56. Способ стимуляции репаративного процесса кости /В.И. Шевцов, А.В. Попков. — Бюл. изобрет. — 2001. — N 2.
- Попков А.В. //Гений ортопедии. — 2000. — N 4. — С. 105-111.
- Филимонова Г.Н., Ерофеев С.А., Шрейнер А.А. Баранова С.В. //Там же. — 1999. — N 3. — С. 14-19.
- Хилл А. Механика мышечного сокращения. Старые и новые опыты: Пер. с англ. — М., 1972.
- Целлариус С.Ф., Целлариус Ю.Г. //Бюл. экспер. биол. — 1975. — N 1. — С.71-74.
- Целлариус С.Ф., Целлариус Ю.Г. Гистопатология очаговых метаболических повреждений волокон соматической мускулатуры. — Новосибирск, 1979.
- 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.
- Шрейнер А.А., Ерофеев С.Л., Щудло М.М. и др. //Гений ортопедии. — 1999. — N 2. — С. 13-17.
- Щуров В.А., Гребенюк Л.А., Мурадисинов С.О. //Бюл. ВСНЦ Сибирского отделения РАМН. — 1994. — N 1-2.— С. 55-57.
- Щуров В.А., Гребенюк Л.А., Дъячкова Г.В. //Вопросы биомеханики в травматологии и ортопедии: Науч. труды. — Казань, 1989. — С. 55-58.
- Beier W. Biophysik. — Leipzig, 1962.
- Fung V.C. Biomechanics. — New York etc., 1981.
- Khoroskov L.A., Odintsova N.A. //Arch. Gistol. Embriol. — 1988. — Vol. 95, N 12. — P. 41-48.