Способы оптимизации остеорепарации

Ультразвук. В основе биологического действия ультразвуковых волн лежит их способность поглощаться тканями человека и животных. Энергия поглощенного ультразвука претерпевает в организме ряд превращений, главными из которых являются образование тепла, возникновение механических сил и связанных с ними физико-химических явлений- изменение ионной структуры клетки, проницаемости клеточных мембран, конфигурации и энергии биоколлоидов, усиление ферментативных процессов [27]. Также влияние ультразвука проявляется посредством рефлекторного действия через вегетативную нервную систему и систему гипофиз - кора надпочечников [27,29]. Таким образом, ультразвук можно рассматривать как мощный лечебный фактор, усиливающий крово- и лимфообращение [26], путем ускорения диффузии жидкостей, уменьшения вязкости крови, разрушения тромбов, повышения давления кислорода в тканях, очищения кровеносных сосудов от атероматозных наложений [24]; уменьшающий сосудистый и мышечный спазмы; повышающий клеточную проницаемость и тканевой обмен, оказывающий противовоспалительное и обезболивающее действие [26].

Вопрос о влиянии ультразвука на процессы регенерации костной ткани освещен в литературе крайне противоречиво, а выводы большинства экспериментальных работ зачастую несут эмпирический характер. Расхождение мнений о действии ультразвука на костную ткань можно объяснить применением различных методик экспериментальных исследований, разными условиями воздействия ультразвуковой энергии, ее режима и интенсивности, неодинаковой оценкой величины применяемых доз и т. д. Так, например, описано вредное влияние ультразвука на кости и костную мозоль [17, 29]. Авторы применяли преимущественно высокие дозы ультразвука и наблюдали целую шкалу поражения костей - от дегенерации до переломов. Напротив, Г. Кнох и К. Кнаут (1975), А.З. Амелин и Е.И. Лоцова (1980) в результате эмпирического подхода, применяя низкие дозы ультразвука, ускоряли образование костной мозоли.

В эксперименте К.Хилла в 1989 году было обнаружено, что ультразвуковое воздействие во время воспалительной и ранней пролиферативной фаз ускоряет и улучшает выздоровление. Костная мозоль содержала больше костной ткани и меньше хрящевой. Однако ультразвуковое воздействие в поздней пролиферативной фазе привело к негативным явлениям - усиливался рост хрящевой ткани и задерживалось образование костной массы [22].

Применение низкочастотных и импульсных колебаний для оптимизации процессов остерепарации.

Известен факт, что состояние косной ткани (её плотность, степень минерализации) связана со скоростью распространения акустической волны через неё [35]. Исследователями обнаружено на различных моделях, что акустические колебания диапозоном 35 - 40 Гц увеличивают прочность костной ткани [51].

Процессы остеорепарации зависят от множества условий, таких как характер перелома, особенности кровообращения (условие «лакунарности» Адамара), жесткости фиксации и нагрузки. На рис. 1 представлены возможные механизмы влияния различных факторов на процессы консолидации кости.

Еще в 1955 году Yasuda открыл феномен «электирической мозоли» (Electric Callus) и сформулировал постулат, что “динамическая энергия, оказываемая на кость, трансформируется в костную мозоль”.

Оптимальная механическая стимуляция выступает в качестве анаболического стимула для качественной остеорепарации кости [47]. На рис.2 графически отображена экспериментальная зависимость прочностных характеристик кости от количества энергии переданной в результате физической стимуляции костной ткани.

Давно известно, что механическая стимуляция может индуцировать процессы остерепарации или изменять их [46, 36]. Повторяющаяся нагрузка незначительной силы и высокой частоты или перегрузка избыточными упражнениями может быть причиной гипертрофии костной ткани [39, 47]. Большое влияние на процессы остеорепарации оказывает сила прилагаемой нагрузки, ее частотная характеристика, а также направление воздействия. На рис.3 приведены возможные пути репарации костной ткани в зависимости от характеристик, прилагаемых физических влияний.