Реальные возможности изучения влияния на кость нагрузок

Реальные возможности изучения влияния на кость постоянных сдавливающих и растягивающих нагрузок появились лишь с созданием жестких аппаратов для чрескостного остеосинтеза и методик измерения создаваемых ими силовых воздействий.

Для упрощения условий эксперимента аппарат Илизарова накладывался собакам на неповрежденную большеберцовую кость. Величина создаваемых сдавливающих или растягивающих нагрузок измерялась кольцевыми пружинами-динамометрами, вмонтированными в стержни, соединяющие опорные кольца аппарата. На протяжении всего эксперимента стремились создать и сохранить силу сдавливания или растяжения около 100 кг, периодически компенсируя снижение величины нагрузки. Поэтому величина нагрузки изменялась в диапазоне от 70 до 140 кг.

Для создания сравнимых условий на тех же уровнях большеберцовой кости контрольной конечности также проводили по две спицы, которые сразу же удалялись.

Результаты этих исследований показали, что постоянное продольное сдавливание диафиза в течение 30 и 60 сут. силой, в 5 — 8 раз превышающей общую массу тела животного, не вызывает в сдавливаемом участке кости каких-либо патологических изменений и нарушений структурной организации. Рентгенологическая картина кости не изменена. Костное вещество сохраняет остеоциты и остеонное строение. Признаков возникновения репаративной реакции и активизации перестройки в сдавливаемой кости нет.

Постоянное продольное растяжение кости, действующее 21, 30, 60 и 90 сут., также не вызывает возникновения некроза и репаративной реакции. Однако рентгенологически в промежутке от 60-го до 90-го дня отчетливо проявляются истончение и продольная исчерченность кортикального слоя. При гистологическом исследовании уже на 21 — 30-е сутки появляются признаки активизации перестройки в перимедуллярных отделах стенки диафиза с образованием отдельных медуллярно-периостальных капиллярных связей.

Поперечный срез сдавливаемого участка кости

Поперечный срез контрольной кости

Поперечный срез растягиваемого участка кости

Поперечный срез кости при гипокинезии (165-е сутки)

С увеличением сроков наблюдения эти изменения нарастают, и к 90-у дню прогрессирующая перимедуллярная резорбция приводит к выраженному остеопорозу растягиваемого диафиза.

Очевидно, отмеченная активизация перестройки кости в условиях постоянного растяжения не имеет прямой связи с действием растягивающих сил, так как эта перестройка нарастает медленно и топографически связана с внутренними отделами стенки диафиза, а не с наружными, где возникают наибольшие напряжения. По-видимому, в этих условиях к активизации физиологической перестройки приводят нарушения микроциркуляции, возникающие в результате изменения условий кровоснабжения кости.

О реальности этого предположения свидетельствуют данные изучения влияния на микроциркуляцию кости гидродинамических эффектов упругих деформаций, создаваемых действием динамического компонента функциональной нагрузки (В. И. Стецула и соавт, 1983).

С этой точки зрения активизацию перестройки при дистракции следует объяснить тем, что при растяжении кости аппаратом, имеющим жесткую конструкцию, устраняется или резко уменьшается действие динамического компонента на растягиваемый участок диафиза, так как функциональная нагрузка переносится на аппарат.

Очевидно, этим и объясняется большое сходство перестройки костей при постоянной дистракции и при гипокинезии. По данным клинических наблюдений, при длительном воздействии на кость дистракционных сил неизбежно нарастает регионарный остеопороз, тогда как при чрескостном компрессионном остеосинтезе этого не наблюдается.

«Чрескостный остеосинтез в травматологии»,
В.И.Стецула, А. А. Девятов

Далее по теме: