Перелом - это полное или частичное нарушение целостности кости, возникающее вследствие травмы. Переломы бывают открытые и закрытые. При открытом переломе наблюдается нарушение целостности кожи. Образуется раневая поверхность и может произойти инфицирование. Естественно, это ведет к различным осложнениям и замедлению выздоровления. При травмах могут также образоваться костные трещины и отрывы костных бугорков, к которым крепятся мышцы. Возможно сочетание перелома с вывихом.
С возрастом кости у людей становятся легче и тоньше. Так, у семидесятилетнего человека скелет примерно на треть легче, чем у сорокалетнего. Это уменьшение плотности кости, или остеопороз, возникает, когда нарушается равновесие между естественным разрушением и восстановлением кости. Практически все пожилые люди страдают остеопорозом, но в различной форме: тяжелее заболевание протекает у людей худощавых и малоподвижных, особенно если их родственники также поражены остеопорозом. Многие и не подозревают, что больны остеопорозом, пока при обычном падении не сломают запястье или бедренную кость. Такой перелом может приковать пожилого человека к постели и даже оказаться для него смертельно опасным.
Чем моложе и крепче организм, тем быстрее идет срастание костей при переломах. Поэтому у детей и у молодых людей все приходит в норму гораздо быстрее, чем у стариков. Стандартов в вопросе срастания костей после переломов не существует. У кого-то кости срастаются за несколько недель (3-4 недели), у кого-то за 2 месяца, а у кого-то при таком же переломе кости будут срастаться 1,5 года.
При переломах, без смещения костей, как правило, назначают амбулаторное консервативное лечение. Принципы лечения переломов просты, при этом наиболее важное значение имеет восстановление целостности кости. Больному накладывают фиксирующую повязку, как правило, гипсовую лангету. Это позволяет уменьшить болевой синдром и обеспечить неподвижность конечности. При переломах с осложнениями, при тяжелых переломах с осколками костей, со смещением, проводится оперативное вмешательство. В наиболее тяжелых случаях используют фиксацию металлическими спицами.
Можно ли ускорить сращение костей при переломах?
Можно ли как-то ускорить процесс срастания костей? Да, на него можно повлиять. Ниже несколько полезных рекомендаций:
- Соблюдайте все предписания врача. Если он сказал носить гипс месяц, не стоит думать, что уже через 2 недели его вполне можно будет снять.
- Старайтесь не двигать повреждённой конечностью, не воздействовать на неё и избегать чрезмерного напряжения. В противном случае произойдёт смещение костей, или же неокрепшая костная мозоль сломается.
- Для укрепления костей необходим кальций. Получить его можно из кунжута, молочных продуктов и мелкой рыбы, которую можно кушать с костями. Особенно богат таким микроэлементом творог, так что усиленно налегайте на него.
- Также необходим витамин D 3 , который позволяет кальцию правильно усваиваться. Он содержится в рыбьем жире и жирных сортах рыбы (сельдь, форель).
- Без витамина С тоже не обойтись, так как он способствует синтезу коллагена. А коллаген, в свою очередь, является основой многих тканей. Кушайте цитрусы, киви, зелень, квашеную капусту.
- Многие врачи советуют больным с переломами употреблять желатин. Особенно полезны мясные холодцы, которые ещё и очень питательны.
- Если срастание сильно замедлено, то врач может посоветовать определенный препарат, положительно влияющий на данный процесс.
Физиотерапия при переломах костей
Для более быстрого прохождения процесса сращения кости назначается физиотерапия. Начинать физиотерапию следует уже на 2-5й день после травмы. Для обезболивания, ликвидации отека, рассасывания кровоизлияний и ускорения регенерации кости применяют: УВЧ-терапию, оказывающая обезболивающее действие, уменьшает отек тканей, низкочастотную магнитотерапию, интерференционные токи.
Долгое время на костную ткань смотрели как на весьма пассивную субстанцию, неспособную вырабатывать электрические потенциалы. И лишь в середине нашего века исследователи обнаружили, что в костях, так же как и в других органах, протекают электрические процессы. Изменение характера электрических сигналов наблюдалось и при введении в кость металлических шурупов, которыми обычно фиксируются металлические конструкции, применяемые для лечения переломов.
Интересно, что свойство вырабатывать биопотенциалы под действием нагрузки сохранялось также в костях, извлеченных из организма, и даже в специально обработанной кости, в которой оставалась лишь «голая» кристаллическая основа, так называемый матрикс. Анализируя эти данные, специалисты пришли к выводу, что в костной ткани имеются структуры, работающие как своеобразные пьезокристаллы.
Слабые токи способны оказывать заметное влияние на регенерацию костной ткани, имеющиеся сведения позволяют специалистам применять электростимуляцию в клинике для направленного воздействия на костную ткань.
Врачи знают, что отсутствие нагрузки на поврежденную конечность, длительное ее бездействие замедляют образование полноценной костной спайки после перелома. Поэтому и рекомендуется двигать поврежденной конечностью, естественно, в разумных, допустимых пределах. Но бывают случаи, когда даже минимальное движение невозможно. Если в такой ситуации воздействовать на поврежденную конечность электрическим током, частота колебаний которого совпадает с частотой колебаний биотоков, возникающих в кости во время физической нагрузки - наблюдается положительная динамика. При этом и неподвижность сохраняется и кости получают необходимую им нагрузку. А в результате быстрее идет процесс образования костной спайки.
Отечественные ученые еще в советском периоде разработали методики, позволяющие применять электроток направленного действия при свежих переломах, когда в силу каких-либо причин нарушается сращение костных отломков, а также при сформированных несросшихся переломах, ложных суставах, некоторых дефектах костей. Клинические наблюдения показали, что во многих случаях, которые врачи называют трудными, электростимуляция дает хороший результат.
Что делать, чтобы кости срослись быстрее
В настоящее время наблюдается склонность к удлинению сроков сращения переломов. Это связывают, прежде всего, с повсеместным недостаточным потреблением таких элементов, как кальций, фосфор и др. А также, распространением среди населения, особенно у лиц старше 50 лет, дефицита витамина D, который обеспечивает поступление кальция из кишечника в кровь и затем в кость.
Кроме того, витамин D усиливает образование целого ряда веществ, которые необходимы для нормального сращения перелома.
Ускорить срастание поврежденных костей помогут препараты на основе кальция карбоната (очищенный мел) + Колекальциферол (витамин D3). При этом наблюдается ускорение сращения переломов на 30%.
Кальций также участвует в регуляции нервной проводимости, мышечных сокращений и является компонентом системы свертывания крови. Витамин D3, регулирует обмен кальция и фосфора в организме (костях, зубах, ногтях, волосах, мышцах). Снижает резорбцию (рассасывание) и увеличивает плотность костной ткани, восполняя недостаток кальция в организме, необходим для минерализации зубов.
Витамин D3 увеличивает всасываемость кальция в кишечнике. Применение кальция и витамина D3 препятствует выработке паратиреоидного гормона (ПТГ), который является стимулятором повышенной костной резорбции (вымывания кальция из костей).
В период восстановления после перелома необходим полный набор витаминов и микроэлементов.
Питание при переломах
Чтобы кости быстрее срастались, в рационе должно быть достаточно кальция, витамина D и белка. Ежедневно желательно выпивать по стакану любого кисломолочного напитка - кефира, простокваши и съедать по 100 граммов нежирного мягкого творога. Для того, чтобы кальций лучше усваивался, в пище должен быть также витамин D. Его много в печени трески, жирной рыбе. При переломах организму необходим белок, ведь он - один из строительных материалов кости. На белок богат твердый нежирный сыр, нежирная птица, мясо, рыба, яйца. Птицу и мясо полезнее есть вареными.
При переломах нужно есть продукты с желатином (мясные холодцы).
При переломах костей не надо ограничивать сладкое. Совсем без сладкого человеческий организм обходиться не может. Сахар содержит сахарозу, которая способствует быстрому срастанию костей после переломов.
Физическая активность при переломах
Физическая активность необходима для того, чтобы кости срастались быстрей. Однако истонченные кости требуют ряда ограничений в программе физических упражнений.
Вам понадобится консультация специалиста по физической культуре и физиотерапевта. Можно попытаться заняться физическими упражнениями в группе.
Вы можете ходить по полчаса 3-5 раз в неделю. В период восстановления после переломов важно ускорить выздоровление и облегчить болевые ощущения, связанные с переломом.
Физические упражнения не только ускорят процесс восстановления, но и помогут снизить риск последующего повреждения (перелома) в случае падения, а также улучшат равновесие, осанку, гибкость и координацию движений.
Сделайте прогулки обязательной частью своей повседневной жизни. Плохая погода или скользкие улицы не должны быть препятствием: можно ходить дома, в больших магазинах или других крытых помещениях. Если физические упражнения трудны для Вас, можно проводить их через день. Всегда прислушивайтесь к своему телу.
Физическая активность улучшает физическое состояние: у физически активных людей больше энергии и они устают не так быстро, как менее активные люди. Иными словами, физическая активность помогает чувствовать себя лучше и получать от жизни больше.
Подводя итоги, можно сказать, что срастание костей - сложный процесс, на который влияет множество факторов. Но наши советы помогут вашим костям срастись быстрее.
Знание ответа на вопрос о том, каким образом и сколько срастается перелом, может стать необходимой помощью в лечении. Время заживления может разниться в зависимости от степени повреждения. Существуют три степени тяжести:
- Легкие переломы. Период заживления около 20-30 дней. В эту группу относят травмы пальцев, кисти и ребер.
- Переломы средней тяжести. Заживление происходит в срок от 1 до 3 месяцев.
- Тяжелые переломы в большинстве случаев требуют оперативного лечения, а период полного заживления может достигать 1 года.
По типу увечий различают открытые и .
Стадии регенерации костной ткани
В медицинской практике выделяют следующие стадии регенерации:
- Стадия катаболизма тканевых структур и инфильтрации клеток. После повреждения ткань начинает отмирать, появляются , а клетки распадаются на элементы.
- Стадия дифференцировки клеток. Для этого этапа характерно первичное срастание костей. При хорошем кровоснабжении сращение проходит по типу первичного остеогенеза. Длительность процесса занимает 10-15 суток.
- Стадия формирования первичного остеона. На поврежденном участке начинает образовываться . Происходит первичное срастание. Ткань пробивается капиллярами, а ее белковая основа начинает затвердевать. Прорастает хаотичная сеть костных трабекул, которые, соединяясь, образуют первичный остеон.
- Стадия спонгиозации мозоли. Для этого этапа характерно появление пластичного костного покрова, появляется корковое вещество, восстанавливается поврежденная структура. В зависимости от тяжести повреждения эта стадия может длиться как несколько месяцев, так и до 3 лет.
Обязательным условием качественного сращения разломов костной ткани является протекание всех стадий заживления без осложнений и нарушений.
Скорость заживления переломов
Процесс срастания костей сложен и занимает продолжительное время. При закрытом переломе в одном месте конечности скорость заживления высока и составляет от 9 до 14 дней. Множественное повреждение заживает в среднем около 1 месяца. Самым опасным и долгим для восстановления считается , период заживления в таких случаях превышает 2 месяца. При смещении костей относительно друг друга еще больше увеличивается длительность процесса регенерации.
Причинами низкой скорости заживления могут стать неправильное лечение, избыточная нагрузка на сломанную конечность или недостаточный уровень кальция в организме.
Скорость заживления переломов у детей
Лечение протекает на 30% быстрее, чем у взрослых. Обусловлено это высоким содержанием белка и оссеина в детском скелете. При этом надкостница толще и имеет хорошее кровоснабжение. У детей постоянно увеличивается скелет, и наличие зон роста еще больше ускоряет срастание костей. У детей от 6 до 12 лет при повреждении костной ткани наблюдается коррекция ее отломков без хирургического вмешательства, поэтому в большинстве случаях врачи обходятся лишь наложением гипса.
Как и у взрослых, для заживления травмы важен возраст ребенка и то, как близко с суставом находится перелом.
Чем меньше возраст, тем больше вероятность коррекции костных отломков организмом. Чем ближе повреждение к зоне роста, тем быстрее оно заживет. Но травмы со смещением заживают медленнее.
Самые частые переломы у детей:
- Полные. Кость в таких случаях разъединяется на несколько частей.
- Компрессионные переломы происходят по причине сильного сдавливания вдоль оси трубчатой кости. Заживление происходит за 15-25 дней.
- Перелом по типу «зеленой ветви». Происходит изгиб конечности, при этом образуются трещины и отломки. Возникает при чрезмерном давлении с силой, недостаточной для полного разрушения.
- Пластический изгиб. Появляется в коленных и локтевых суставах. Наблюдается частичное разрушение костной ткани без рубцов и трещин.
Средние сроки сращения переломов у взрослых
У взрослых процесс срастания костей длится дольше. Происходит это за счет того, что с возрастом надкостница становится тоньше, а кальций выводится из организма токсинами и вредными веществами. Заживление переломов верхних конечностей происходит медленно, но они представляют меньшую опасность для человека, чем повреждения нижних конечностей. Заживают они в следующие сроки:
- фаланги пальцев — 22 дня;
- кости запястья — 29 дней;
- лучевая кость — 29-36 дней;
- локтевая кость — 61-76 дней;
- кости предплечья — 70-85 дней;
- плечевая кость — 42-59 дней.
Сроки заживления переломов нижних конечностей:
- пяточная кость — 35-42 дня;
- плюсневая кость — 21-42 дня;
- лодыжка — 45-60 дней;
- надколенник — 30 дней;
- бедренная кость — 60-120 дней;
- кости таза — 30 дней.
У взрослых только на 15-23 день после повреждения появляются первичные очаги , они хорошо просматриваются на рентгене. Совместно с этим или на 2-3 дня раньше притупляются кончики отломков костей, а контуры их в области мозоли смазываются и тускнеют. На 2 месяц концы становятся гладкими и мозоль приобретает четкие очертания. В течение года она уплотняется и постепенно выравнивается по поверхности кости. Сама трещина исчезает лишь на 6-8 месяц после травмы.
Как долго будет продолжаться заживление, затрудняется ответить даже опытный врач-ортопед, ведь это индивидуальные показатели, зависящие от большого количества условий.
Факторы, влияющие на скорость сращения костей
Заживление сломанной кости зависит от ряда факторов, которые либо ускоряют его, либо препятствуют ему. Сам процесс регенерации индивидуален для каждого пациента.
Оказание первой помощи имеет решающее значение для скорости заживления. При важно не допустить попадания в рану инфекции, т.к. воспаление и нагноение замедлят процесс регенерации.
Заживление происходит быстрее при переломе мелких костей.
На скорость восстановления влияет возраст пострадавшего, область и место поражения костного покрова, а также прочие условия.
Сращение протекает медленнее, если у человека присутствуют ткани (остеопороз, остеодистрофия). Также попадание мышечных волокон в пространство между отломками кости замедляет восстановление кости.
Кость начинает лучше срастаться при наличии следующих факторов:
- соблюдение указаний врача;
- ношение гипса на протяжении всего назначенного периода;
- снижение нагрузки на травмированную конечность.
Помощь, доступная для сращения костных отломков
Помогает сращению костных обломков употребление в пищу фруктов и овощей, продуктов, богатых кальцием. Ими могут быть творог, рыба, сыр и кунжут.
Употребление яичной скорлупы делает сращение более быстрым благодаря наличию в ней кальция. Следует окунуть скорлупу в кипяток, измельчить в порошок и принимать 2 раза в день по 1 ч. л.
Мумие также обеспечит организм всеми необходимыми минеральными веществами. Его нужно принимать 3 раза в день по половине чайной ложки, разбавив теплой водой. Помогает сращению пихтовое масло. Необходимо смешать 3-4 капли с мякишем хлеба и съесть его.
При медленном заживлении назначаются лекарства, ускоряющие процесс восстановления. В этом помогут препараты, способствующие образованию хрящевой ткани, — Терафлекс, Хондроитин, комбинации хондроитина с глюкозамином. Прием назначает только лечащий врач.
При формировании до окончания восстановления костей следует принимать препараты кальция, фосфора и витамина D. Обязательным условием приема таких препаратов является назначение врача, который делает назначение исходя из стадии перелома.
Чтобы предотвратить развития остеомиелита, пациентам с прописывают иммуномодуляторы — натрия нуклеинат, Левамизол и Тималин.
Для регулирования фагоцитоза и клеточного иммунитета назначают липополисахариды — Пирогенал, Продигиозан.
Пожилым людям назначают кальцитонины (Кальцитрин, Кальсинар), а в редких ситуациях — биофосфонаты и экстракты фтора. В ситуациях, когда сращение отломков собственными силами организма невозможно, применяют анаболические стероиды.
Незаменимым народным рецептом принято считать настойку шиповника. Для ее приготовления следует 1 ст. л. измельченных плодов шиповника залить кипятком и дать настояться 6 часов. Отвар обязательно нужно процедить и принимать по 1 ст. л. 5-6 раз в день. Шиповник ускоряет восстановительные процессы, регенерацию костей и повышает иммунитет.
Большинство сломанных костей срастаются полностью без Деформации - особенно у детей. Но у взрослых со слабым здоровьем и плохим кровообращением кости часто срастаются неправильно.
Сломанная кость начинает срастаться сразу же после перелома. Срастание перелома проходит четыре главные стадии.
Стадия первая: образование сгустка
Сначала кровь собирается у концов сломанной кости, образуя вязкую массу, называемую сгустком. Из сгустка образуются волокна, которые становятся основой для нарастания новой костной ткани.
Стадия вторая: заживляющие клетки заполняют сгусток
Вскоре клетки, которые заживляют кость - остеокласты и остеобласты, - заполняют сгусток. Остеокласты начинают сглаживать зазубренные края кости, а остеобласты заполняют промежуток между ее концами. Через несколько дней из этих клеток формируется гранулярный мост, связывающий концы кости.
Стадия третья: формирование костной мозоли
Через 6-10 дней после перелома гранулярный мост из клеток становится костной массой, называемой мозолью. Она хрупкая и при резком движении может сломаться. Вот почему сломанная кость во время заживления должна быть неподвижной. Позже мозоль превращается в твердую кость.
Стадия четвертая: срастание концов кости
Через 3-10 недель после перелома новые кровеносные сосуды начинают поставлять к месту перелома кальций. Он укрепляет новую костную ткань. Данный процесс, называемый окостенением, соединяет концы кости.
После этого кость становится прочной и считается зажившей. Хотя гипс можно снять, понадобится около года, чтобы зажившая кость стала такой же прочной, как до перелома.
Дж. Зеккарди
"Как срастается перелом" - статья из раздела
Подобные травмы врачи называют наиболее распространенными и среди детей, и среди взрослых. Трудно однозначно сказать, за сколько заживает перелом, и когда пострадавший человек сможет наверняка сказать, что он выздоровел. За сколько заживет перелом кости, зависит от индивидуальных особенностей организма пациента, от его образа жизни и даже от питания.
Точно ответить на вопрос пациента, за какой отрезок времени срастается перелом, не сможет даже самый грамотный опытный специалист. Но приблизительные сроки для ориентирования определить можно.
Как уже было сказано выше, период заживления перелома кости зависит от самых разных факторов. Среди них и индивидуальные особенности организма пациента, и образ его жизни, и, конечно же, серьезность полученной травмы. В первую очередь на сроки влияет возраст самого человека. Чем старше оказался пострадавший, тем дольше ему придется носить гипс и отказываться от привычных радостей жизни. Быстрее всего кости срастаются у детей. Что касается людей пенсионного возраста, то в этом случае выздоровление может затянуться даже на несколько месяцев. Особенно, если ранее человек не выбирал для себя здоровый образ жизни и не следил за питанием.
Еще один важный фактор - размеры и месторасположение поврежденной кости. Чем меньше оказалась сломанная часть, тем быстрее она срастется. Например, если человек повредил палец на ноге, то носить гипс и ждать выздоровления он будет всего 3 недели. Если же саму ногу - уже около 3 месяцев. Затянуться на максимальный срок заживление может в случае перелома позвоночника. Это одна из самых серьезных травм, которую только может получить человек.
Нередко при аварии и других аналогичных обстоятельствах помимо перелома пострадавший получает еще и дополнительные сопутствующие повреждения. Например, это может быть разрыв мышц и связок. Неудивительно, что в таком случае процесс заживления будет проходить значительно медленнее. Если же за один раз человек сломал сразу несколько конечностей, то срок выздоровления еще больше затянется. Ведь организм получает сразу несколько важных задач, с которыми пытается активно справиться и быстро расходует на это свои силы и ресурсы. Определяя срок ношения гипса для пациента, врачи будут обращать внимание и на сложность травмы. Самыми непростыми в лечении оказываются переломы со смещением, открытые и осколочные. При возникновении последнего их типа выздоровление пациента во многом будет зависеть от профессионализма и опыта работающего с ним хирурга.
Процесс заживления может затянуться в том случае, если организм пострадавшего в целом ослаблен. Общее его состояние оказывает сильное влияние на срок выздоровления. Он заметно удлиняется при наличии у мужчины или женщины хронических или острых заболеваний, воспалительных процессов, сильной усталости.
Так как лишь редкие пострадавшие готовы на протяжении длительного времени оставаться недвижимыми, как рекомендует врач, то время сращения костей зависит еще и от места перелома. Например, сохранять в одном положении руку и избавить ее от любых нагрузок достаточно просто. Поэтому вернуться к нормальной активной жизни пациенту удастся уже приблизительно за 1,5 месяца. С ногой все сложнее. Даже при использовании качественных костылей нижние конечности все равно хотя бы минимально задействуются в процессе передвижения. Поэтому срок увеличивается уже до 3 месяцев.
Нужно добавить, что на процесс заживления перелома влияет даже вес человека. Чем он выше, тем медленнее идет процесс регенерации тканей. Если пациент очень полный и страдает от ожирения, то сращение сломанных костей может осуществляться очень долго. Кроме того, людям с лишним весом гораздо сложнее передвигаться после травмы.
Конечно, стоит отметить, что период выздоровления пострадавшего во многом зависит от профессионализма и опыта врача, который оказывал ему первую помощь. Важно, что бы и сам человек правильно и тщательно соблюдал все данные ему специалистом рекомендации по поведению после перелома и уходу за проблемной областью.
Известно и много способов, которые позволят заметно ускорить процесс заживления травмы. Если говорить о народных средствах, предназначенных для приема внутрь, то на первое место попадает мумие. Это уникальное вещество способствует быстрой регенерации тканей и образованию костной мозоли. Обычно оно принимается на протяжении 10 дней (начинать следует сразу после появления проблемы) натощак один раз в сутки. Суточная доза и способы употребления будут указаны на упаковке с приобретенным мумие. Для желаемого результата достаточно 3 курсов, между которыми следует делать недельный перерыв.
Можно применять и живокост, чтобы сократить время сращивания костей. Спиртовой настой этого растения используется для приема внутрь. Но удобнее приобрести в аптеке мазь на основе живокоста и применять ее наружно, регулярно нанося на проблемную зону.
Конечно, не лишними окажутся и всевозможные качественные витаминно-минеральные комплексы и БАДы. По поводу подбора таких средств лучше всего проконсультироваться с травматологом. Он поможет выбрать самые эффективные для каждой конкретной ситуации.
Что касается питания пациента, то в период восстановления после перелома ему следует употреблять как можно больше кальция. Например, добавив в свое меню желе, кисломолочные и молочные продукты, козинаки из кунжута, фасоль, белокочанную капусту и брокколи.
Период сращения перелома зависит от очень многих факторов. Но каждый пациент может самостоятельно ускорить этот процесс, чтобы быстрее вернуться к нормальной активной полноценной жизни. Например, изменив свой рацион питания, начав принимать соответствующие витаминно-минеральные комплексы и, конечно, соблюдая все рекомендации специалиста.
Как уже было отмечено во введении, рост травматизма в последние годы, вызванный производственными, бытовыми, автотранспортными и огнестрельными причинами, принимает характер эпидемии (государственный доклад МЗ РФ, 1999). Постоянно происходит увеличение тяжести характера травм, развившихся осложнений и смертности. Так, за последнее десятилетие количество повреждений конечностей увеличилось в среднем на 10-15% (Дьячкова, 1998; Шевцов, Ирьянов, 1998). Удельная доля переломов трубчатых костей у лиц, подвергнувшихся травме, составляет от 57 до 63,2%. Возрастает число высокоэнергетических, сложных, сочетанных и многооскольчатых переломов, которые трудно поддаются лечению. Большинством пострадавших с данной патологией (50-70%) являются лица трудоспособного возраста. В связи с этим организация правильной тактики лечения переломов и профилактики осложнений представляет не только важную медицинскую, но и социальную проблему (Попова, 1993, 1994).
Часто в процессе лечения переломов, даже при правильном соблюдении всех условий и наличия квалифицированной помощи, развиваются разного рода осложнения, включая псевдоартрозы, несращение перелома, деформацию и изменение длины конечности, замедление сроков консолидации, инфицирование и др., что может привести к инвалидности. Следует констатировать, что, несмотря на все достижения современной травматологии и ортопедии, количество осложнений после лечения переломов квалифицированными специалистами продолжает оставаться на уровне 2-7% (Барабаш, Соломин, 1995; Шевцов и др., 1995; Шапошников, 1997; Швед и др., 2000; Muller et al., 1990).
Стало очевидным, что дальнейший прогресс в травматологии и ортопедии невозможен без разработки новых подходов и принципов лечения травм опорно-двигательного аппарата, базирующихся на фундаментальных знаниях о биомеханике возникновения переломов и биологии процессов репаративной регенерации костной ткани. Вот почему мы посчитали, что целесообразно кратко остановиться на некоторых общих вопросах, связанных с характеристикой и патогенезом переломов, делая акцент на биомеханику и биологию травмы.
Характеристика переломов кости
В связи с тем, что кость представляет собой вязкоупругий материал, определяющийся его кристаллической структурой и ориентацией коллагена, то характер ее повреждения зависит от скорости, величины, площади, на которую действуют внешние и внутренние силы. Самая высокая прочность и жесткость кости наблюдается в направлениях, в которых наиболее часто прилагается физиологическая нагрузка (табл. 2.4).
Если воздействие происходит в течение короткого промежутка времени, то кость накапливает большое количество внутренней энергии, которая при высвобождении приводит к массивному разрушению ее структуры и повреждению мягких тканей. При низких скоростях нагружения энергия может рассеиваться за счет экранирования костными балками или путем образования единичных трещин. В данном случае кость и мягкие ткани будут иметь относительно небольшие повреждения (Frankel, Burstein, 1970; Sammarco et al., 1971; Nordin, Frankel, 1991).
Переломы костей являются результатом механических перегрузок и возникают в течение долей миллисекунд, нарушая структурную целостность и жесткость кости. Существуют многочисленные классификации переломов, которые хорошо представлены в ряде многочисленных монографий (Мюллер и др., 1996; Шапошников, 1997; Пчихадзе, 1999).
Следует отметить, что среди травматологов явно малое внимание уделяется классификациям, основанным на силе воздействия на кость. На наш взгляд, это не конструктивно, т.к. энергетика перелома кости в конечном счете определяет патогенез и характер перелома. В зависимости от количества энергии, выделившейся при переломе, они делятся на три категории: низкоэнергетические, высокоэнергетические и очень высокоэнергетические. В качестве примера низкоэнергетического перелома можно привести простой перелом лодыжки при кручении. Высокоэнергетические переломы встречаются при дорожно-транспортных проишествиях, переломы с очень высокой энергией наблюдаются при пулевых ранениях (Nordin, Frankel, 1991).
Энергетику травмы необходимо всегда рассматривать в контексте структурно-функциональных особенностей костной ткани и биомеханики травмы. Так, если действующая сила мала и приложена к небольшой площади, то она вызывает незначительные повреждения костной и мягкой тканей. При большей величине силы, имеющей значительную площадь приложения, например при ДТП, наблюдается сокрушающий перелом с раздроблением кости и серьезными повреждениями мягких тканей. Высокая сила, действующая на небольшой площади с высокой или чрезвычайно высокой энергией, например пулевые ранения, приводит к глубоким повреждениям мягких тканей и некрозу костных отломков, вызванных молекулярным шоком.
Переломы кости под действием непрямой силы вызываются воздействиями, действующими на некотором расстоянии от места перелома. При этом каждое сечение длинной кости испытывает как нормальное напряжение, так и напряжение сдвига. При действии растягивающей силы возникают поперечные переломы, аксиально компрессионных - косые, сил кручения - спиральные, изгибающей силы - поперечные, и сочетании аксиальной компрессии с изгибом - поперечно-косые (Chao, Aro, 1991).
Несомненно, многие осложнения являются результатом неполной оценки биомеханических характеристик, связанных с типом перелома, свойствами поврежденной кости и выбранного метода лечения.
Процесс возникновения переломов длинных костей, как правило, происходит по следующей схеме. При изгибе выпуклая сторона испытывает растяжение, а внутренняя - сжатие. Поскольку кость более чувствительна к растяжению, чем сжатию, растянутая сторона ломается первой. После этого перелом растяжения распространяется через кость, приводя к поперечному разрушению. Разрушение на стороне сжатия часто приводит к образованию одиночного отломка в виде «бабочки» или множественных фрагментов. При повреждении в результате кручения всегда существует изгибающий момент, который ограничивает распространение трещин по всей кости. Клинически хорошо известно, что спиральный и косой переломы длинных костей срастаются быстрее, чем некоторые поперечные типы. Это различие во внутренней скорости заживления обычно связывают с различиями в степени повреждения мягких тканей, энергетикой перелома и площадью поверхности отломков (Крюков, 1977; Heppenstall et al., 1975; Whiteside, Lesker, 1978).
При растяжении внешние силы действуют в противоположные стороны. При этом структура кости удлиняется и сужается, разрыв протекает, в основном, на уровне цементной линии остеонов. Клинически эти переломы наблюдаются в костях с большей долей губчатого вещества. Во время компрессии, вызванной, например, падением с высоты, на кости действуют равные, но противоположные по направлению нагрузки. Под действием сжатия структура кости укорачивается и расширяется. Может произойти вдавливание фрагментов кости друг в друга. Если нагрузка приложена к кости таким образом, что заставляет ее деформироваться вокруг оси, то переломы возникают за счет изгиба. Геометрия кости определяет ее биомеханическое поведение при возникновении переломов. Установлено, что при растяжении и сжатии нагрузка до разрушения пропорциональна площади поперечного сечения кости. Чем больше эта площадь, тем прочнее и жестче кость (Мюллер и др., 1996; Moor et al., 1989; Aro, Chao, 1991; Nordin, Frankel, 1991).
Стадии заживления переломов кости
Заживление перелома кости можно рассматривать как одно из проявлений последовательно развивающихся общебиологических процессов. Можно выделить три основные фазы - повреждение, восстановление и ремоделирование кости
(Шапошников, 1997; Grues, Dumont, 1975). После травмы наблюдается развитие острых циркуляторных расстройств, ишемии и некроза ткани, воспаления. При этом происходит дезорганизация структурно-функциональных и биомеханических свойств кости.
В эту фазу чрезвычайно важную роль приобретают нарушения со стороны кровоснабжения. При этом неправильное проведение остеосинтеза, связанного с повреждением сосудов, может ухудшить течение консолидации перелома. Так, при интрамедулярном остеосинтезе затрудняется питание кости из внутреннего бассейна кровоснабжения, а накостный остеосинтез может привести к повреждению сосудов, идущих от надкостницы, и мягких тканей. Такие повреждения могут протекать с развитием полной или неполной компенсации нарушенного кровотока, а также его декомпенсации.
В последнем случае наблюдается полное нарушение микроциркуляторных связей между смежными бассейнами кровоснабжения и разрушение сосудистых связей между костью и окружающими мягкими тканями. Если наблюдается декомпенсация кровотока, то создаются неблагоприятные условия для развития репаративных реакций и ее распространение к концам отломков. Процесс васкуляризации зон некроза замедляется на 1-2 недели. Кроме того, образующийся обширный слой фиброзной ткани, который ингибирует или даже полностью останавливает репаративные процессы (Омельянченко и др., 1997) повреждения кости и мягких тканей в результате травмы в начальной стадии заживления, обусловливая аваскулярность и некротичность кортикальных концов отломков в месте перелома, все же позволяет их использовать в качестве механических опорных элементов для любого фиксирующего устройства (Schek, 1986).
Следующая стадия - стадия восстановления или регенерации кости, протекает за счет внутримембранного и (или) энхондрального окостенения. Ранее широко распространенное мнение о том, что регенерация кости обязательно проходит стадию резорбции костной ткани , оказалось не совсем верным. В ряде случаев, при стабильном остеосинтезе, аваскулярные и некротические области концов перелома могут замещаться новой тканью путем Гаверсового ремоделирования без резорбции некротической кости. Согласно теории биохимической индукции Гаверсовое ремоделирование кости или контактное заживление требует выполнения ряда принципов, среди которых важная роль принадлежит точному сопоставлению (аксиальному выравниванию) отломков, осуществлению стабильной фиксации и реваскуляризации некротических фрагментов. Если, например, отломки перелома лишены полноценного кровоснабжения, то процесс восстановления костной ткани замедляется. Все это сопровождается сложными метаболическими изменениями в костной ткани, фундаментальные основы которых остаются неясными. Предполагается, что образующиеся при этом продукты индуцируют процессы остеогенеза, ограниченные в строго определенных временных параметрах, определяющихся скоростью их утилизации (Schek, 1986).
Индукция и распространение недифференцированной остеогенной ткани периостальной костной мозоли является одним из первых ключевых моментов заживления переломов внешней костной мозолью. В опытах на кроликах было показано, что в течение первой недели после травмы, в глубоком слое надкостницы, зоне перелома, начинается активная пролиферация клеток. Формирующаяся при этом масса новых клеток, образующихся в поверхностной зоне, превышает таковую, наблюдаемую со стороны эндоста. В результате данного механизма образуется периостальная мозоль в виде манжеты. Следует подчеркнуть, что процесс дифференцировки клеток в направлении остеогенеза тесно связан с ангиогенезом. В тех зонах, где парциальное давление кислорода достаточно, наблюдается образование остеобластов и остеоцитов, там, где содержание кислорода низкое, формируется хрящевая ткань (Хэм, Кормак, 1983).
Какую тактику проведения остеосинтеза лучше всего использовать, в этот момент определить достаточно сложно, так как использование чрезмерно жесткой иммобилизации или, напротив, эластичной, создающей высокую подвижность костных отломков, замедляет процесс консолидации перелома. Если костная мозоль перелома, формирующаяся в результате деформации или микродвижений регенерата, нестабильна, то происходит стимуляция процессов пролиферации соединительнотканных элементов. Если напряжения в регенерате превысят допустимые пределы, то вместо образования костной мозоли может наблюдаться обратный процесс, связанный с остеолизом и стимуляцией образования стромальной ткани (Chao, Aro, 1991).
Следующая фаза начинается с формирования между отломками костных мостиков. В этот период происходит перестройка костной мозоли. При этом костные трабекулы, образующиеся в непосредственной близости от первоначальных отломков в виде своеобразной губчатой сети, достаточно прочно скрепляются между собой. Между этими трабекулами имеются полости с мертвым костным матриксом, который перерабатывается остеокластами, а затем замещается новой костью с помощью остеобластов. На этот период костная мозоль представлена в виде веретенообразной массы губчатой кости вокруг костных фрагментов, некротические участки которых в большей массе уже утилизированы. Постепенно костная мозоль трансформируется в губчатую кость. Во время процессов окостенения костной мозоли полное количество кальция на единицу объема возрастает примерно в четыре раза, а прочность мозоли на разрыв - в три раза. Костная мозоль накрывает фрагменты перелома и действует и как стабилизирующая структурная рамка, и как биологическая подложка, которая обеспечивает клеточный материал для срастания и ремоделирования.
Предполагается, что биомеханические свойства костной мозоли скорее зависят от количества новой костной ткани, соединяющей отломки перелома, и количества минерала, чем от полной величины соединительной ткани в ней (Aro et al., 1993; Black et al., 1984).
Считается, что в этот период времени вся система иммобилизации костных отломков должна быть максимально неподвижна. Оказалось, что при этом неэффективен остеосинтез с помощью систем с низким аксиальным изгибом и жесткостью кручения. Рядом авторов было показано, что существуют достаточно узкие пределы допустимых микродвижений костных отломков, нарушение которых приводит к замедлению процессов консолидации. В качестве одного из механизмов могут служить конкурентные взаимоотношения между фиброзной и костной тканями. Это необходимо учитывать при выработке тактики лечения переломов костей. Так, при наличии избыточного зазора в сочетании с нестабильностью системы может наблюдаться гипертрофическое несрастание, за счет перерождения костных клеток в соединительнотканные элементы (Илизаров, 1971, 1983; Мюллер и др., 1996; Шевцов, 2000).
Даже после «идеального» сопоставления отломков, например, при поперечном переломе диафиза длинных костей, в месте перелома всегда остаются зазоры, которые чередуются с участками прямых костных контактов. При этом рост вторичных остеонов от одного отломка к другому не требует обязательного тесного контакта между ними. В результате этого процесса формируется ламеллярная или губчатая кость, заполняющая зоны зазора между отломками. Образующаяся новая кость имеет порозную структуру, что следует учитывать при проведении рентгенологического исследования и определения сроков снятия систем для остеосинтеза (Aro et al., 1993).
Согласно теории межотломочных напряжений, считается, что баланс между локальными межотломочными напряжениями и механическими характеристиками костной мозоли является определяющим фактором в ходе как первичного, так и спонтанного заживления перелома кости. Так, в эксперименте на животных было установлено, что при создании компрессии в 100 кгс во всех случаях наблюдается вначале быстрое, а затем медленное снижение силы компрессии. Через 2 месяца после остеосинтеза эта величина снижалась на 50% и на этом уровне сохранялась до консолидации перелома. Эти опыты подтвердили факт, что при нестабильной фиксации сращение перелома сопровождается резорбцией кости по линии перелома, тогда как при стабильной фиксации этого не происходит. Нестабильная фиксация и подвижность костных отломоков приводит к образованию большой костной мозоли, тогда как стабильная жесткая фиксация к формированию небольшой мозоли гомогенной структуры (Perren, 1979). Межотломочное напряжение обратно пропорционально величине зазора. Трехмерный анализ показал, что граница раздела между концами отломков перелома и тканью зазора представляет критическую зону высоких возмущений, содержащую максимальные величины основных напряжений и значительные градиенты напряжений от эндостальной к периостальной стороне. Если величина напряжения превысит критический уровень, например при небольшом зазоре между костными отломками, то процессы дифференцирования тканей становятся невозможными. Для того, чтобы обойти эту ситуацию, можно, например, использовать небольшие сечения кости около зазора перелома, стимулируя процессы резорбции и уменьшая полное напряжение в кости. Очевидно, необходимо разрабатывать новые патогенетические подходы, влияющие на процессы ремоделирования и минерализации костной ткани. Указанная биологическая реакция часто наблюдается при использовании жесткой внешней фиксации во время лечения переломов трубчатых костей (DiGlota et al., 1987; Aro et al., 1989, 1990).
Типы сращения переломов кости
Существуют различные типы сращения переломов кости. В общем случае используются термины первичного и вторичного заживления кости. При первичном заживлении, в отличие от вторичного, не наблюдается образование костной мозоли.
Клинические наблюдения позволяют выделить следующие типы сращения:
- Сращение кости за счет процессов внутреннего ремоделирования или контактного заживления в зонах плотного контакта с нагрузкой;
- Внутреннее ремоделирование или «контактное заживление» кости в контактирующих зонах без нагрузки;
- Рассасывание по поверхности перелома и непрямое сращение с образованием костной мозоли;
- Замедленная консолидация. Щель по линии перелома заполняется посредством непрямого образования костной ткани.
В 1949 г. Danis столкнулся с явлением первичного заживления переломов кости, которые жестко стабилизировались с целью предотвращения каких-либо движений между фрагментами, практически без формирования костной мозоли. Такой тип ремоделирования получил название контактное или Гаверсовое и реализуется преимущественно через точки контакта и зазоры перелома. Контактное заживление наблюдается при узкой щели перелома, стабилизированной, например, посредством межфрагментарной компрессии. Известно, что поверхность перелома всегда микроскопически неконгруэнтна. При сдавлении выступающие части ломаются с образованием одной обширной зоны контакта, в которой наступает прямое новообразование костной ткани, как правило, без образования периостальной мозоли (Rahn, 1987).
Контактное заживление кости начинается с непосредственного внутреннего ремоделирования в зонах контакта без образования костной мозоли. При этом внутренняя перестройка Гаверсовых систем, соединяющая концы фрагментов, как правило, приводит к образованию прочного сращения. Важно отметить, что прямое сращение не ускоряет темпов и скорости восстановления костной ткани. Установлено, что площадь непосредственного контакта в пределах перелома находится в прямой зависимости от величины приложенной силы, создаваемой системой внешней фиксации (Ashhurst, 1986).
Непрямое сращение кости сопровождается формированием грануляционной ткани вокруг и между костных фрагментов, которая затем замещается костной, за счет процессов внутреннего ремоделирования Гаверсовых систем. Если напряжения в регенерате превысят допустимые пределы, то вместо образования костной мозоли может наблюдаться обратный процесс, связанный с остеолизом и стимуляцией образования стромальной ткани. Рентгенологически этот процесс характеризуется образованием периостальной мозоли, расширением зоны перелома, с последующим заполнением дефекта новой костью (Хэм, Кормак, 1983; Aro et al., 1989, 1990).
В настоящее время нет четких критериев по осознанному использованию биомеханических подходов к заживлению переломов, оптимизирующих процессы репаративной регенерации и снижающих развитие осложнений. Это справедливо как для накостного, так и чрескостного остеосинтеза. Мы стоим только в начале пути понимания этих сложных механизмов, которые требуют более глубокого изучения (Шевцов и др., 1999; Chao, 1983; Woo et al., 1984).
В этом контексте важно подчеркнуть, что скорость регенерации костной ткани в норме и патологии представляет собой в какой-то мере постоянную величину. В связи с этим у травматологов и ортопедов до сих пор нет единого мнения о преимуществе тех или иных методов фиксации, так как практика показывает, что при правильном интрамеддулярном, экстракортикальном или внешнем остеосинтезе сращение переломов происходит примерно в одинаковые сроки (Анкин, Шапошников, 1987). До настоящего времени, даже при использовании всех известных ростовых факторов и иных подходов, никому в мире не удалось ускорить этот процесс. Нестабильность костных отломков, нарушение оксигенации, развитие воспаления и другие неблагоприятные факторы только замедляют процессы пролиферации и дифференцировки остеогенных клеток (Фриденштей, Лалыкина, 1973; Фриденштейн и др., 1999; Илизаров, 1983, 1986; Шевцов, 2000; Альбертс и др., 1994; Chao, Aro, 1991).
Так как уровень наших знаний не позволяет изменить темп восстановления кости, то нужно при лечении переломов использовать прагматичный подход на создание благоприятных биомеханических и биологических условий для реализации имеющегося потенциала сохранившейся костной ткани и вспомогательных клеток для оптимизации процессов их функционирования.
Конечная фаза заживления кости подчиняется закону Вольфа, в соответствии с которым кость ремоделируется к своей исходной форме и прочности, позволяющей ей нести привычную нагрузку. Клеточно-молекулярные механизмы, лежащие в основе этой закономерности, до сих пор остаются не расшифрованными. Для практика следует помнить, что закон Вольфа применим более к губчатой кости. Адаптация кортикального слоя происходит медленно, и потому данный закон не имеет большого значения (Мюллер и др., 1996; Roux, 1885, 1889; Wolf, 1870, 1892).
Ремоделирование кости занимает определенное время в пределах, в которых кость имеет слабые механические свойства. Так, жесткие пластины не могут быть безопасно удалены из диафиза до прошествия 12-18 месяцев после фиксации. Часто после удаления жестких имплантатов наблюдаются повторные переломы кости вследствие отсутствия образования костной мозоли. При этом первичное заживление кости, обеспечиваемое или жестким наложением пластин или жесткой внешней фиксацией, требует, чтобы регенерирующая зона перелома поддерживалась и защищалась, пока кость не достигнет достаточной прочности для того, чтобы предотвратить повторный перелом или изгиб, когда она случайно испытает функциональные напряжения. С одной стороны, жесткая фиксация предотвращает развитие костной мозоли, с другой - приводит к длительному применению систем для остеосинтеза, прежде чем произойдет адекватное ремоделирование кости и станет возможным удалить имплантат. Это недостаток был присущ ранним аппаратам внешней фиксации, в которых были предприняты попытки воспроизвести стабильность за счет увеличения жесткости рамок в многопланарных конфигурациях. Часто для повышения стабильности конструкции используются дополнительные межфрагментарные стержни. Хотя эти жесткие конструкции иногда давали анатомическое восстановление кости, но в ряде случаев они сопровождались задержкой - вплоть до полного предотвращения - срастания перелома. Внешняя фиксация зависит, конечно, от правильной фиксации винтов, стержней или спиц к кости. При этом в момент наложения внешнего фиксатора начинается «состязание» между заживлением перелома и снижением прочности конструкции за счет расшатывания стержней и других имплантируемых частей фиксатора. С теоретических позиций, методы, в которых полагаются на слишком жесткие конструкции, и поэтому требующие более длительного времени фиксации стержней и сохранения рамки, часто будут оканчиваться неудачей, поскольку перелом не сможет адекватно ремоделироваться к моменту ослабления стержней и снятия фиксатора.
А.В. Карпов, В.П. Шахов
Системы внешней фиксации и регуляторные механизмы оптимальной биомеханики