Механизм формирования новой костной ткани при переломах

Сроки и механизмы сращения переломов костей (консолидации кости)

Механизм формирования новой костной ткани при переломах

Общеизвестно, что для заживления перелома необходима иммобилизация. Но это не так, за редким исключением, перелом срастется, вне зависимости произведена иммобилизация или нет. Действительно, без механизма восстановления целостности костей животный мир суши не смог бы эволюционировать. Однако наивно полагать, что консолидация наступила бы при полной подвижности отломков.

Концы сломанной кости должны находиться в стабильном положении по отношению друг к другу.

Ответом на сломанную кость будет процесс консолидации, который в свою очередь является ответом на движение, а не на обеспеченную хирургом иммобилизацию.

Иммобилизация необходима для: (1) уменьшения боли; (2) удовлетворительного положения отломков;

(3) возможности раннего начала движений в конечности и восстановления функции.

Процесс заживления перелома зависит от типа кости, вовлеченной в перелом и совершаемых движений конечности.

а) Заживление кости мозолеобразованием. Это форма «естественного» заживления в условиях отсутствия жесткой фиксации, имеющая пять стадий.

1. Разрушение тканей и формирование гематомы. Вокруг перелома формируется гематома вследствие повреждения сосудов. Кость, лишенная кровоснабжения на концах отломков, подвергается в этом месте некрозу на расстоянии примерно один-два миллиметра.

2. Воспалительный ответ и пролиферация клеток.

Через восемь часов после перелома развивается воспалительный ответ в виде миграции клеток участников воспаления и начала процессов пролиферации и дифференцировки мезенхимальных клеток из надкостницы, интрамедуллярного канала и окружающих мышц.

Концы отломков окружаются клетками, которые формируют манжету вокруг перелома. В этом процессе участвуют такие медиаторы воспаления как цитокины и факторы роста. Сгусток гематомы медленно рассасывается и начинается рост новых капилляров в данную область.

3. Формирование мозоли. Дифференцировка костномозговых клеток приводит к появлению костного и хрящевого ростка, что способствует правильному биологическому и биомеханическому заживлению. В итоге формируется кость и иногда хрящ. Среди популяции клеток обнаружены остеокласты (возможно производные вновь образовавшихся сосудов), которые элиминируют мертвые участки кости.

Толстый массив клеток с островками незрелой кости и хряща формирует мозоль или другими словами фиксатор как по наружной (эндостальная мозоль), так и по внутренней (периостальная мозоль) поверхности кости.

В только что образовавшейся кости (соединительнотканная мозоль) начинают происходить процессы минерализации, снижается подвижность в месте перелома и через четыре недели после повреждения перелом «срастается».

4. Консолидация. Продолжающаяся активность остеокластов и остеобластов в соединительнотканной мозоли приводит к формированию трабекулярной кости.

Система достаточно прочна, чтобы позволить остеокластам мигрировать через линию перелома и остаться внутри. Остеобласты заполняют оставшуюся щель на месте перелома.

Это длительный процесс перестройки кости, который может занять несколько месяцев до возможной нагрузки на конечность в полном объеме.

5. Ремоделирование. Перелом соединяется сплошной манжетой из кости. По прошествии нескольких месяцев, или даже лет, эта «сварка» меняет свою форму за счет процессов резорбции и моделирования.

Толстые трабекулы располагаются по краю, где нагрузка высокая, а не имеющие опоры пробиваются с формированием костномозгового канала.

В конечном итоге, особенно у детей, форму кости можно расценивать как нормальную.

Заживление перелома. Пять стадий. (а) Гематома: поврежденные ткани и сгусток крови вокруг; костная ткань концов отломков частично гибнет. (б) Воспаление: на месте перелома появляются клетки — участники воспалительного ответа. (в) Мозолеобразование: проявление активности остеокластов и остеобластов — переработка нежизнеспособной ткани и формирование «облака» новой на месте перелома. (г) Консолидация: вновь образованная ткань приобретает правильную костную структуру—появляются трабекулы.

(д) Ремоделирование: вновь образованная кость приобретает свою конечную структуру.

Костная мозоль и движения, представлены три пациента с переломом бедренной кости. (а) и (б) После шести недель фиксации штифт Kuntscher плотно подогнанный, предотвращающий любое движение. Мозоли нет. (б) Штифт имеет свободный ход, располагая к небольшому люфту. Есть признаки мозолеобразования.

(в) Пациенте расстройством психики. Фиксация допускала значительное движение отломков. Мощная мозоль через три недели.

б) Заживление первичным способом. Клинические и экспериментальные данные показали, что мозоль это ответ на движение в месте перелома (McKibbin).

Она служит для стабилизации перелома как можно быстрее — необходимое условие для формирования сплошной костно-хрящевой манжеты.

Если место перелома абсолютно неподвижно, например, вколоченный перелом в губчатых костях или перелом, жестко стабилизированный пластиной, то условия для формирования мозоли отсутствуют (Sarmiento et al.).

Вместо этого формирование новой костной ткани остеобластами происходит непосредственно между фрагментами. Щели между поверхностями отломков заполняются капиллярами и клетками костного ростка, растущими непосредственно у концов отломков, а формирование новой кости происходит на месте соприкасающихся поверхностей.

В местах, где щель довольно узкая (меньше 200 микрометров), формируются трабекулы, более широкие участки заполняются вначале соединительной тканью. К 3-4 неделе место перелома уже покрыто сплошной муфтой, чтобы способствует проникновению клеток участвующих в моделировании, сначала остеокластов, а затем остеобластов.

При тесном контакте соприкасающихся поверхностей и удержании отломков снаружи, внутреннее формирование кости может также происходить без промежуточных стадий (заживление в месте контакта).

Заживление путем мозолеобразования, хотя дольше чем первичное заживление, но имеет явные преимущества: оно обеспечивает механическую прочность пока идет процесс выздоровления и в условиях увеличивающейся нагрузки мозоль становится все сильнее (согласно закону Wolff).

С другой стороны, при использовании металлического фиксатора отсутствие мозоли означает, что имеет место длительное заживление, во время которого состояние кости полностью зависит от прочности металлического фиксатора.

Более того, имплант нивелирует стрессовое воздействие на кость, в результате чего она может стать порозной и не восстановиться полностью к моменту удаления импланта.

в) Мозолеобразование, консолидация, несращение перелома. Восстановление перелома — это продолжительный процесс: все его стадии необходимо контролировать. Ниже приведены термины, описывающие процессы при восстановлении кости.

Мозолеобразование — это неполное восстановление кости, но с уже имеющей место оссификацией.

Клинически место перелома немного подается деформации, и хотя кость гнется в этой точке (имеется в виду, что она сращена), любые попытки сделать это болезненны.

Рентгенологически определяется еле заметная линия перелома с облачком мозоли вокруг. Восстановление неполное и на этом этапе кость не защищена от нагрузки.

Консолидация — это полное восстановление кости. Мозоль закостенела. Клинически место перелома не подается деформации. Никакое движение и попытка деформации не способно вызвать боль. Рентгенологически линия перелома не определяется, она полностью заполнена трабекулярной костью, а вокруг видна четкая мозоль. Восстановление полное и кость более не нуждается в дополнительной защите.

Сроки восстановления. Как долго происходит мозолеобразование и сколько времени занимает консолидация? Невозможно точно ответить на этот вопрос, так как это зависит от возраста, конституции, кровоснабжения, типа перелома и других факторов, влияющих на время заживления.

Возможен примерный расчет по формуле Perkins. Он довольно прост.

Если спиральный перелом для достижения стадии мозолеобразования требует три недели, то для получения сроков его консолидации необходимо выполнить умножение на два, для нижней конечности еще раз на два, и при поперечном переломе еще раз на два. Ниже приведена другая формула.

Спиральный перелом костей верхней конечности требует шесть-восемь недель для консолидации, для нижней конечности в два раза больше. Если перелом не спиральный или если это перелом бедренной кости, то необходимо добавить 25%. Переломы у детей, конечно, срастаются гораздо быстрее.

Это примерные расчеты и их нельзя брать за правило. Необходимо пользоваться клиническими и рентгенологическими признаками для решения вопроса о полной нагрузке без фиксатора.

Восстановление на месте перелома: (а) перелом; (б) срастание; (в) консолидация; (г) ремоделирование.
Необходимо обеспечить «защиту» перелома до консолидации.
Заживление перелома — гистологический препарат.
Экспериментальный перелом: образование «мостиков» в мозоли прямой срез через линию перелома.

Несращение перелома. Иногда нормальный процесс восстановления кости нарушен, и она не срастается.

Причины такого состояния следующие: (1) разъединение отломков друг от друга вследствие интерпозиции мягких тканей; (2) сохранение избыточной подвижности в месте перелома; (3) тяжелая травма оказывает негативное влияние на жизнеспособность тканей около перелома; (4) нарушение местного кровообращения;

(5) инфекция. И конечно, непосредственное влияние оперативного воздействия.

Несращение бывает с инфицированием и без такового. В последней группе (асептический вариант) клинически выделяют подвижный и жесткий типы. При подвижном типе встречаются как дискомфорт, так и ощущение нарушения подвижности (ложного сустава).

На рентгенограммах несращение определяется как светлая полоска, которая располагается между отломками; иногда с огромной компенсирующей, что бесполезно, мозолью вокруг (гипертрофический ложный сустав) или слабым ее развитием (атрофический ложный сустав) с признаками «обсасывания» концов отломков.

Несращение перелома кости. Асептическое несращение делится на две группы — гипертрофический и атрофический варианты. Гипертрофический тип характеризуется разрастанием костной ткани на месте перелома как результат недостаточной стабильности. Иногда такие переломы называют описательно, так например; (а) слоновья стопа. Атрофический вариант характеризуется недостаточно выраженной репарацией кости.

Принята классификация в соответствии с рентгенологической картиной: (б) некротический; (в) истинный и (г) атрофический варианты.

– Читать далее “Признаки и диагностика перелома кости”

Оглавление темы “Перелом кости”:

Источник: https://medicalplanet.su/perelomi_i_travmi/srachenie_kosti.html

Процесс заживления переломов

Механизм формирования новой костной ткани при переломах

Как протекает в рентгенологическом изображении процесс заживления переломов? Как известно, репаративный процесс осуществляется при помощи так называемой мозоли.

Эта мозоль исходит из эндоста, самого костного вещества и периоста (эндостальная, интермедиарная и периостальная мозоль).

, резко преобладающая роль при заживлении, как этому научили в особенности рентгенологические наблюдения, выпадает на долю периостальной мозоли.

Развитие мозоли проходит через три стадии — соединительнотканную, остеоидную и костную. Излившаяся из разорванных сосудов кровь образует в районе перелома между отломками и осколками большую гематому.

Кровь очень быстро свертывается, и в фибринозно-кровяной сгусток из костного мозга и особенно надкостницы уже в первые часы после травмы устремляется огромное количество молодых соединительнотканных элементов, нарастает количество фибробластов. В 7—10 дней все прорастает в этой первой стадии пролиферирующей соединительной тканью.

Затем при нормальных условиях заживления во второй стадии происходит метапластическое превращение этой более примитивной соединительной ткани в остеоидную, на что также требуется такой же недельный или полуторанедельный срок.

Раньше остеоидную мозоль без достаточного основания, главным образом из-за ее „хрящевой плотности” при ощупывании безоговорочно и принимали за хрящевую. Фактически хрящевая ткань образуется лишь в том случае, когда концы отломков трутся друг о друга, т. е. когда нет полной иммобилизации.

Затем уже, в третьей стадии, остеоидная ткань пропитывается апатитами и превращается в костную. Костная мозоль вначале велика и имеет рыхлое строение, в дальнейшем же в гораздо более медленных темпах наступает фаза обратного развития этой костной мозоли, ее перестройка, уменьшение и структурная реконструкция с весьма постепенным замедленным восстановлением более или менее нормальной костной архитектоники.

Соединительнотканная и остеоидная мозоли, понятно, рентгенологически совсем не определяются. Первые признаки мозоли появляются на снимке лишь при ее обызвествлении.

Время появления костной мозоли колеблется в очень широких пределах и зависит от ряда условий: от возраста, от места перелома в различных костях и в различных частях одной и той же кости, от вида степени смещения отломков, от степени отслоения надкостницы, от объема вовлечения в процесс окружающих кость мышц, от способа лечения, от осложнения течения регенеративного процесса, например инфекцией или каким-нибудь общим заболеванием и т. д. Следует полагать, что немаловажную роль играют и нервные влияния. На основании убедительных экспериментальных данных Р. М. Минина считает зависимость между явлениями регенерации костной ткани и нервной системой твердо установленной, причем она рассматривает дистрофические поражения нервной системы как преобладающий в этом отношении фактор. Открытые переломы заживают значительно медленнее закрытых. Практически важно, что раз на рентгенограммах уже появились признаки обызвествления мозоли, консервативная репозиция отломков запоздала.

При поднадкостничных детских переломах мозоль имеет очень небольшие размеры, она окружает место перелома в виде правильной веретенообразной муфты. Первые отложения извести показываются на хорошем снимке детской кости к концу первой недели.

Они имеют вид единичных нежных пятнистых бесструктурных теней, окружающих кость и располагающихся параллельно корковому слою.

Между наружным слоем коркового вещества и тенью обызвествленной периостальной мозоли вначале имеется свободная полоска, соответствующая камбиальному слою надкостницы с остеобластами.

У взрослых первые нежные облаковидные очаги обызвествления появляются на рентгенограмме в среднем не раньше 3—4 недель (на 16—22-й день) после перелома.

Одновременно с этим или на несколько дней раньше концы отломков несколько притупляются и контуры коркового слоя отломков становятся в области мозоли несколько неровными и смазанными, теряют свою резкую ограниченность.

В дальнейшем боковые поверхности, концы и углы костей в районе перелома еще больше сглаживаются, тень мозоли становится более интенсивной и принимает очаговый зернистый характер. Затем отдельные участки сливаются и при полном обызвествлении костная мозоль приобретает характер циркулярной гомогенной массы.

Постепенно тень сгущается и наступает так называемая костная консолидация на 3—4—б—8-м месяце перелома. Таким образом, костная консолидация колеблется в очень широких пределах.

В течение первого года костная мозоль продолжает моделироваться, по структуре она еще не имеет слоистого строения, ясная продольная исчерченность появляется только через 11/2—2 года. Линия перелома исчезает поздно, в периоде между 4-м и 8-м месяцем; она в дальнейшем, соответственно развитию в костном веществе пояса остеосклероза, на рентгенограмме уплотняется. Эта более темная линия перелома, так называемый костный шов, может быть видна еще тогда, когда костная мозоль уже закончила свое обратное развитие, т. е. рассосалась полностью.

Отсюда видно, что целость кости при нормальных условиях восстанавливается значительно медленнее, чем это принято считать в клинике. Рентгенологические симптомы течения процесса заживления перелома сильно запаздывают по сравнению с клиническими симптомами.

Это должно быть подчеркнуто для того, чтобы предостеречь клинициста от чрезмерного консерватизма; пользуясь одним только рентгенологическим контролем, клиницист рискует стать слишком сдержанным при предоставлении кости функциональной нагрузки.

Уже соединительнотканная мозоль с едва заметными облачками обызвествления может с функционально-клинической точки зрения быть вполне полноценной, и не давать конечности функционировать в подобном случае — значит задерживать темпы дальнейшей нормальной эволюции и инволюции всего восстановительного процесса.

Костная мозоль в сравнительно редких случаях приобретает и узка диагностическое значение. Мозоль предоставляет рентгенологу возможность задним числом распознать нарушение целости кости, которое в остром периоде после травмы осталось клинически или рентгенологически просмотренным.

Это бывает главным образом, при поднадкостничных переломах в детском возрасте, но также при трещинах и переломах малых трубчатых костей (фаланг, пястных и плюсневых костей) у взрослых. Важно, что даже линия перелома,, вначале сомнительная или вовсе невидная, иногда отчетливо выступает на снимках только-через несколько недель или месяцев после: травмы.

При подобной поздней диагностике перелома на основании появления одной только-мозоли необходимо остерегаться его смешения с травматическим периоститом, — мозоль на месте перелома окружает в виде муфты всю кость, в то время как периостальный нарост возвышается над костью только в одну сторону.

Отличительного распознавания требуют-также все сложные явления перестройки, о которых подробно говорится в отдельной главе (кн. 2, стр. 103).

Рис. 27. Реактивный остеосклеротический футляр вокруг металлического штифта в костномозговом канале бедренной кости, развившийся после полуторалетнего его пребывания.

Некоторые особенности представляют-процессы заживления при новых методах лечения переломов интрамедуллярным. остеосинтезом, т. е. внутрикостной фиксацией отломков металлическим штифтом, из нержавеющей стали.

Идея „загвоздки” отломков при помощи металлической спицы была, высказана впервые в 1912 г. И. К. Спижарным.

Эти методы применяются не только при свежих закрытых неинфицированных переломах больших трубчатых костей (бедра, плеча, костей голени и особенно предплечья), но также при открытых инфицированных переломах, замедленной консолидации, ложных суставах, реконструктивных остеотомиях и пр.

Благодаря металлическому стержню достигается наилучшее сопоставление отломков и, что еще важнее, их надежное удержание. Весь процесс заживления качественно улучшается и несколько ускоряется. Штифт действует в качестве асептического инородного тела как: стимулятор восстановительных явлений.

Рентгенологическая картина репаративных процессов при применении металлических штифтов изучена Н. Н. Девятовым и под нашим руководством Н. С. Денисовым.

Начальные признаки эндостальной мозоли, исходящей из костномозговых каналов отломков, появляются прежде-всего на концах костных отломков, притом на дистальном отломке раньше, чем на проксимальном. Периостальная мозоль появляется на рентгенограммах через 6—7 дней после эндостальной мозоли.

Эта периостальная мозоль развивается сначала на боковых поверхностях отломков, а уж впоследствии образует циркулярную муфту. При оскольчатых переломах мозоль и здесь приобретает причудливые формы, бывает нередко избыточной, с облаковидной структурой.

Обызвествление мозоли при диафизарных переломах бедра, плеча и костей предплечья чаще всего появляется в течение 2-го месяца, а к исходу 3-го месяца наступает костная консолидация.

Костный шов держится долго, он исчезает через б—8 месяцев и позже, а полное обратное развитие костной мозоли заканчивается, как и без штифта, лишь через 11/2—2 года. Если на концах костных отломков вместо образования эндостальной мозоли появляется замыкательная костная пластинка, то это верный ранний симптом начала формирования псевдоартроза.

Вокруг металлического стержня внутри костномозгового канала закономерно развивается плотный цилиндрический костный футляр, или чехол (рис.

27), который лишь очень медленно, в течение многих месяцев, претерпевает обратное развитие после удаления металлического стержня.

Иногда над шляпкой гвоздя, торчащего вне кости (например, над и внутри от области большого вертела бедра), возникает реактивное обызвествление и даже окостенение мягких тканей, вероятнее всего, вытесненного костного мозга, в виде гриба.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://auno.kz/rentgenodiagnostika-zabolevanij-kostej/359-process-zazhivleniya-perelomov.html

Регенерация кости после перелома. Как зарастает кость после перелома?

Механизм формирования новой костной ткани при переломах

При переломах костей наблюдаются прямые и непрямые повреждения тканей, так как разрываются связанные с костью соединительные, мышечные ткани, кровеносные сосуды и нервы.

В область перелома изливается кровь, которая свертывается, образуя сгусток. На некотором расстоянии от места перелома кости остеоциты в поврежденных остеонах гибнут и часть костной ткани отмирает.

Регенерация происходит путем образования новой костной ткани между отломками и вокруг них.

В процессе формирования регенерата различают наружную (периостальную), межотломковую (интермедиарную) и внутреннюю (эндостальную) его части.

Источником развития периостальной части регенерата служат остеогенные клетки надкостницы. Интермедиарная часть образуется за счет остеогенных элементов, сохранившихся в каналах остеонов.

Источником эндостального остеогистогенеза являются остеогенные клетки в составе эндоста и костного мозга.

Кроме детерминированных остеогенных клеток в формировании костного регенерата принимают участие камбиальные (адвентициальные) клетки, сопровождающие растущие сосуды, которые могут дифференцироваться в остеобласты.

В наружных частях регенерата за счет пролиферации эндотелиоцитов идет рост сосудов, но медленный.

Это отражается на дифференцировке остеогенных клеток: в отсутствие капилляров (и кислорода) остеогенные клетки превращаются в хондроциты, в результате чего в наружных частях регенерата образуется хрящ.

Если капилляры прорастают в регенерат быстро, то в присутствии кислорода из остеогенных клеток сразу возникает ретикулофиброзная костная ткань.

По мере перестройки регенерата хрящ замещается костью губчатого типа. Костные перекладины вблизи от костных отломков прочно скрепляются с ними и между собой. В губчатой костной ткани между перекладинами образуются полости (туннели) за счет резорбции мертвых участков кости остеокластами.

В образующиеся полости (туннели) врастают капилляры и остеобласты. Выстилающие изнутри эти полости остеобласты путем аппозиционного роста образуют слоистую структуру стенок. За счет заполняющейся изнутри концентрическими слоями костной ткани стенки полостей становятся толще, а просвет суживается.

Таким образом возникают остеоны (гаверсовы системы). Внутри остеонов имеется один или два кровеносных сосуда, доставляющих питательные вещества для остеоцитов, окруженных пятью-шестью концентрически лежащими костными пластинками.

Процесс внутренней перестройки регенерата в области перелома кости с превращением ретикулофиброзной костной ткани в пластинчатую продолжается долго, иногда несколько месяцев. Однако в конце концов в результате этого сложного процесса в месте перелома кости, как правило, происходит полное восстановление конфигурации архитектоники кости.

Тесное соприкосновение и жесткая фиксация отломков кости способствуют более быстрому процессу регенерации.

Регенерация при огнестрельном повреждении кости имеет ряд особенностей. Огнестрельный снаряд при ударе о кость вызывает в последней возникновение трещин и множества осколков, что замедляет процесс регенерации.

В экспериментальных и клинических работах показано, что сохранившие жизнеспособность остеогенные клетки костных осколков способны к пролиферации, дифференциации и формированию ретикулофиброзной костной ткани, являясь источником посттравматической регенерации костной ткани.

Непременным участником регенерации являются макрофаги костномозгового происхождения — остеокласты. Последние участвуют в ремоделировании костной ткани.

– Также рекомендуем “Соединения костей. Хрящи. Строение хрящей.”

Оглавление темы “Орган слуха и равновесия. Опорно-двигательная система.”:
1. Орган слуха и равновесия. Ушная раковина. Среднее ухо. Внутреннее ухо. Развитие органа слуха и равновесия.
2. Строение органа равновесия и гравитации. Клетки вестибулярного аппарата.
3. Строение органа слуха. Улитка. Строение улитки.
4. Спиральный орган. Строение спирального органа. Гистофизиология слуха.
5. Реактивность тканей органа слуха и равновесия. Орган вкуса. Развитие и строение органа вкуса.
6. Орган осязания. Рецепторы кожи. Виды чувствительности.
7. Кости. Строение костей. Структура кости. Остеон.
8. Регенерация кости после перелома. Как зарастает кость после перелома?
9. Соединения костей. Хрящи. Строение хрящей.
10. Мышцы. Строение мышц. Виды мышц и мышечных волокон.

Источник: https://meduniver.com/Medical/gistologia/158.html

Лечение Костей
Добавить комментарий