.
.

Остаточные явления при переломах


Остаточные явления при переломах их профилактика и лечение

Регенерация кости (заживление переломов): стадии, сроки, условия ускорения заживления перелома

В данной главе представлены биологические и биомеханические основы лечения переломов. Мы рассмотрим, как сломанная кость ведет себя в разных биологических и механических условиях и как это влияет на выбор хирургом метода лечения.
Любое хирургическое вмешательство может изменить биологические условия, а любой метод фиксации – изменить механические условия.
Эти изменения способны оказывать значительное влияние на сращение перелома и определяются хирургом, а не пациентом.
Поэтому каждый хирург-травматолог должен обладать базовыми знаниями по биологии и биомеханике сращения переломов, чтобы принимать, правильные решения при их лечении.

Оглавление:

Главная цель внутренней фиксации – срочное и, если возможно, полное восстановление функции поврежденной конечносги.
Хотя надежное сращение перелома является лишь одним из элементов функционального восстановления, его механика, биомеханика и биология важны для достижения хорошего результата.
Фиксация перелома – это всегда компромисс: в силу биологических и биомеханических причин часто необходимо в некоторой степени жертвовать прочностью и жесткостью фиксации, а оптимальный имплантат не обязательно должен быть самым прочным и жестким.

В критических условиях механические требования могут быть важнее биологических, и наоборот. Аналогично, при выборе материала имплантата приходится идти на компромисс: например, выбирать между механической прочностью и пластичностью стали и электрохимической и биологической инертностью титана.
Хирург определяет, какая комбинация технологий и оперативных методов наиболее полно соответствует его опыту, имеющимся условиям и, главное, потребностям пациента.

Характеристики кости

Кость служит опорой и защитой для мягких тканей и обеспечиваег движения и механическую функцию конечности.

При обсуждении переломов и их заживления особый интерес представляет хрупкость кости: кость прочна, но ломается при незначительных деформациях.

Это означает, что кость ведет себя скорее как стекло, а не как резина. Поэтому в начале естественного процесса сращения костная ткань не может сразу перекрыть щель перелома, который постоянно подвергается смещениям.
При нестабильной или эластичной фиксации переломов (относительной стабильности) последовательность биологических событий – в основном сначала формирование мягкой, затем жесткой мозоли – помогает уменьшить нагрузку и деформацию регенерирующих тканей.

Резорбция концов костных отломков увеличивает межотломковую щель. Пролиферирующая ткань менее ригидна (чем костная), что уменьшает механическое напряжение в зоне перелома. Условия микроподвижности способствуют образеванию костно-хрящевой муфты, которая повышает механическую стабильность перелома. После достижения надежной фиксации перелома мозолью происходит полное восстановление функции. Затем за счет внугренней перестройки восстанавливаете! иасодная структура кости – процесс, который может занять годы.

Перелом кости

Перелом – это результат однократной или повторяющейся перегрузки. Собственно перелом возникает в течение доли миллисекунды.
Он приводит к предсказуемому повреждению мягких тканей вследствие их разрыва и процесса типа имплозии – «внутреннего взрыва». Мгновенное разъединение поверхностей перелома приводит к вакуум-эффекту (кавитации) и тяжелым повреждениям мягких тканей

Механические и биохимические явления

Перелом вызывает нарушение непрерывности кости, что приводит к патологической подвижности, потере опорной функции кости и к боли. Хирургическая стабилизация можег немедленно восстановить функцию кости и уменьшить боль, при этом пациент получит возможность безболезненных движений и избежит таких последствий повреждений, как комплексные региональные болевые синдромы.

При переломе происходит разрыв кровеносньк сосудов кости и надкостницы. Спонтанно высвобождаемые биохимические агенты (факторы) учасгауют в индукции процессов заживления. При свежих переломах эти агенты весьма эффективны, и какой-либо дополнительной стимуляции практически не требуется.

Роль хирургического вмешательства – направить и поддержать процесс заживления.

Перелом и кровоснабжение кости

Хотя перелом -исключительно механический процесс, он вызывает важные биологические реакции, такие как резорбция кости и образование костной мозоли. Эти реакции зависят от сохранности кровоснабжения. Следующие факторы оказывают влияние на кровоснабжение в зоне перелома и имеют непосредственное значение для хирургического лечения:

Мертвая кость может быть восстановлена только путем удаления и замещения (т.н. «ползущее замещение» за счет остеональной или пластинчатой перестройки), процесса, который требует для завершения продолжительного времени.
Общепризнано, что омертвевшая ткань (особенно кость) предрасположена к инфицированию и поддерживает его.
Еще один эффект некроза – индукция внутренней (гаверсовой) перестройки кости. Она делает возможной замену мертвых осгеоцитов, но прмводит к временному ослаблению кости из-за транзиторного осгеопороза, который является неотъемлемой частью процесса ремоделирования.
Остеопороз часто наблюдается непосредственно под поверхностью пластин и может быть уменьшен за счет сокращения площади контакта пластины с костью (напр. LC-DCP), что максимально сохраняет периосгальное кровоснабжение и уменьшает объем аваскулярной кости.

Немедленное снижение костного кровотока наблюдалось после перелома и остеотомии, при этом кровоснабжение кортикального слоя поврежденной части кости снижалось почти на 50%. Это снижение связывалось с физиологической вазоконсгрикцией как периосгальных, так и медуллярных сосудов, возникающей как ответная реакция на травму.
В процессе сращения перелома, однако, наблюдается увеличивающаяся гиперемия в прилежащих внутри- и внекостных сосудах, достигающая пика спустя 2 недели. После этого кровоток в области костной мозоли постепенно вновь снижается. Отмечается также временное изменение нормального центросгремительного направления кровотока на противоположное после повреждения медуллярной системы кровообращения.

Перфузия костной мозоли крайне важна и может определить результат процесса консолидации. Кость может формироваться только при поддержке сосудистой сети, и хрящ не будет жизнеспособен при отсутствии достаточной перфузии. Однако эта аншогенная реакция зависит как от метода лечения перелома, так и от созданньк механических условий.

Как срастается перелом

Различают два типа сращения перелома:

Первый происходит только в условиях абсолютной стабильности и является биологическим процессом остеональной перестройки кости.
Второй наблюдается при относительной стабильности (эластичной фиксации). Происходящие при этом типе сращения процессы сходны с процессами эмбрионального развития кости и включают как интрамембранозное, так и эндохондральное формирование кости.
При диафизарньк переломах формируется костная мозоль.

Сращение кости можно разделить на четыре стадии:

Хотя эти стадии имеют различные характеристики, переход от одной к другой происходит плавно. Стадии определены произвольно и описываются с некоторыми вариациями.

Воспаление
После возникновения перелома начинается воспалительная реакция, которая продолжается до начала формирования фиброзной, хрящевой или костной таани (1-7-е сутки после перелома). Первоначально образуются гематома и воспалительный экссудат из поврежденньк кровеносньк сосудов. У концов сломанной кости наблюдается остеонекроз.
Повреждение мягких тканей и дегрануляция тромбоцитов приводят к выбросу мощных цитокинов, которые вызывают типичную воспалительную реакцию, т.е. вазодилятацию и гиперемию, миграцию и пролиферацию полиморфноядерных нейтрофилов, макрофагов и т.д. Внутри гематомы образуется сеть фибриновых и ретикулярных волокон, также представлены коллагеновые волокна. Происходит постепенное замещение гематомы грануляционной тканью. Остеокласты в этой среде удаляют некротизированную кость на концах отломков фрагментов.

Формирование мягкой мозоли
Со временем боль и отек уменьшаются, и образуется мягкая мозоль. Это примерно соответствует времени, когда фрагменты уже не смещаются свободно, то есть приблизительно через 2-3 недели после перелома.
Стадия мягкой мозоли характеризуется созреванием мозоли. Клетки-предшественники в камбиальных слоях надкостницы и эндоста стимулируются для развития в остеобласты. Вдали от щели перелома на поверхности периоста и эндоста начинается интрамембранозный аппозиционный рост кости, за счет которого формируется периостальная муфта грубоволокнистой костной ткани и заполняется костномозговой канал. Далее происходят врастание в мозоль капилляров и повышение васкуляризации. Ближе к щели перелома мезенхимальные клетки-предшественники размножаются и мигрируют через мозоль, дифференцируясь в фибробласты или хондроциты, каждые из которых продуцируют характерный внеклеточный матрикс и медленно замещают гематому.

Формирование жесткой мозоли
Когда концы перелома связаны между собой мягкой мозолью, начинается стадия жесткой мозоли которая продолжается до тех пор, пока отломки не зафиксируются прочно новой костью (3-4 месяца). По мере прогрессирования внугримембранозного образования кости мягкая ткань в щели перелома подвергается энхондральной оссификации и трансформируется в жесткую кальцифицированную ткань (грубоволокнистую кость). Рост костной мозоли начинается на периферии зоны перелома, где деформации минимальны.
Формирование этой кости уменьшает деформации в расположенных ближе к центру отделах, где в свою очередь также формируется костная мозоль. Таким образом, формирование жесткой мозоли начинается по периферии и прогрессивно смещается к центру перелома и межотломковой щели. Первичный костный мостик формируется снаружи или внутри костномозгового канала, вдали от подлинного кортикального слоя. Затем, путем энхондральной оссификации, мягкая ткань в щели перелома замещается грубоволокнистой костью, которая в итоге соединяет первоначальные кортикальные слои.

Ремоделирование
Стадия ремоделирования начинается после прочной фиксации перелома грубоволокнисгой костной тканью. Она постепенно замещается пластинчатой костью путем поверхностной эрозии и остеональной перестройки. Этот процесс может занять от нескольких месяцев до нескольких лет. Он продолжается до тех пор, пока кость полностью не восстановит свою первоначальную морфологию, в том числе костномозговой канал.

Различия в сращении кортикальной и спонгиозной кости

В отличие от вторичного сращения кортикальной кости сращение спонгиозной кости происходит без формирования значимой внешней мозоли.

Посде стадии воспаления формирование кости осуществляется за счет интрамембранозной оссификации, что можно объяснить огромным ангиогенным потенциалом трабекулярной косги, а также используемой при метафизарных переломах фиксацией, которая обычно более стабильна.

В редких случаях значительной межфрагментарной подвижности щель перелома может заполняться промежуточными мягкими тканями, однако обычно это фиброзная ткань, которая вскоре замещается костной.

Перелом шейки бедра

Перелом шейки бедра – тяжелая и опасная травма, которая может возникать как у пожилых, так и у молодых людей.

Внимание! информация на сайте не является медицинским диагнозом, или руководством к действию и предназначена только для ознакомления.

Популярная информация
для пациентов

Внимание! Все материалы размещенные на странице не являются рекламой,
а есть не что иное как мнение самого автора,
которое может не совпадать с мнением других людей и юридических лиц!

Материалы, предоставленные на сайте, собраны из открытых источников и носят ознакомительный характер. Все права на данные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае обнаружения нарушения авторских прав – просьба сообщить через обратную связь. Внимание! Вся информация и материалы, размещенные на данном сайте, представлены без гарантии того, что они не могут содержать ошибок.
Есть противопоказания, необходимо проконсультироваться со специалистом!

Источник статьи: http://doclvs.ru/medpop6/osteoregen.php

Анализ остатков в регрессии

Поскольку модель линейной регрессии не всегда подходит для данных, вы должны оценить соответствие модели, определив остатки и исследование участков остатков.

Примечание: Ваш браузер не поддерживает видео в формате HTML5. Если вы просматриваете эту веб-страницу в другом браузере (например, последняя версия Edge, Chrome, Firefox или Opera), вы можете посмотреть видеообработку этого урока.

Остатки

Разница между наблюдаемым значением зависимой переменной ( y ), а прогнозируемое значение ( ŷ ) называется остаток ( e ). Каждая точка данных имеет один остаточный.

Остаточный = наблюдаемое значение - прогнозируемое значение
e = y - ŷ

И сумма, и среднее значение остатков равны нулю.То есть, Σ e = 0 и e = 0.

Остаточные участки

График остатков - график, показывающий остатки по вертикальной оси и независимая переменная по горизонтальной оси. Если точки на остаточном графике случайным образом рассредоточены вокруг горизонтальной оси модель линейной регрессии подходит для данных; в противном случае нелинейная модель более соответствующий.

В таблице ниже показаны входы и выходы простой линейной регрессии. анализ.

x л ŷ e
60 70 65,411 4,589
70 65 71.849 -6,849
80 70 78,288 -8,288
85 95 81,507 13,493
95 85 87,945 -2,945

В приведенной ниже таблице показаны остаток (e) и независимый переменная (X) как остаточный график.

График остатков показывает довольно случайный образец - первый остаток положительный, следующие два - отрицательные, четвертый - положительный, а последний остаток - отрицательный. Этот случайный образец показывает, что линейная модель хорошо подходит для данные.

Ниже на остаточных графиках показаны три типичных модели. В первый график показывает случайный образец, указывающий на хорошее подходит для линейной модели.

Случайный образец

Неслучайно: U-образная

Неслучайно: перевернутое U

Другие образцы сюжета неслучайно (U-образная и перевернутая U), предлагая лучшую посадку для нелинейной модели.

В На следующем уроке мы будем работать над задачей, в которой остаточный график показывает неслучайный узор.И мы покажем, как «трансформировать» данные для использования линейной модели с нелинейными данными.

Проверьте свое понимание

В контексте регресс анализ, какие из следующих утверждений верны?

I. Когда сумма остатков больше нуля, набор данных нелинейный.
II. Случайный образец остатков поддерживает линейную модель.
III. Случайный образец остатков поддерживает нелинейную модель.

(A) только я
(B) только II
(C) только III
(D) I и II
(E) I и III

Решение

Правильный ответ (B). Случайный образец остатков поддерживает линейную модель; неслучайный pattern поддерживает нелинейную модель.Сумма остатков всегда равна нулю, независимо от того, является ли набор данных линейный или нелинейный.

.

Влияние неорганических полимерных гелевых систем на коэффициент остаточного сопротивления в трещиноватом ядре Модель

[4] Чжао Г., Дай К.Л., Чен А., Янь З., Чжао М.В., Экспериментальное исследование и применение гелей, образованных неионным полиакриламидом и фенольной смолой, для углубленного контроля профиля, J.Домашнее животное. Sci. Eng., 135 : 552–560 (2015). [6] Арнольд Р., Бернетт Д.Б., Элфик Дж., Фили Т.Дж., Галбрун М., Хайтауэр М., Цзян З., Хан М., Лавери М., Луффи Ф., Вербик П., Управление водой - из отходов к ресурсу, Обзор нефтяного месторождения., 16 (2): 26–41 (2004) [18] Лю Ю., Дай К., Ван К., Чжао М., Чжао Г., Ян С., Ян З., Ю К., Новые взгляды на гелевую систему гидрохинон (HQ) -гексаметилентетрамин (HMTA) для водоотталкивающей системы в высокотемпературных резервуарах, J. Ind. Eng. Chem., 35 : 20–28 (2016). .

Моделирование процесса углерод-эпоксидных композитов: развитие остаточных напряжений во время отверждения и анализ эффектов свободных краев

Амрутарадж, Г. С., Лам, К. Ю., и Коттерелл, Б. (1996). Отслоения на свободном крае композитного ламината. Композиты Часть B: Инженерия, 27 (5), 475-483. https://doi.org/10.1016/1359-8368(96)00015-7

Баран, И., Чинар, К., Эрсой, Н., Аккерман, Р., и Хаттель, Дж. Х. (2017). Обзор механического моделирования процессов производства композитов. Архивы вычислительных методов в технике, 24 (2), 365-395.https://doi.org/10.1007/s11831-016-9167-2

Чачад, Ю. Р., Ру, Дж. А., Воан, Дж. Г., и Арафат, Э. (1995). Трехмерная характеристика пултрузионных композитных материалов на основе стекловолокна. Журнал «Армированные пластмассы и композиты», 14, 495-512. https://doi.org/10.1177/073168449501400506

Федулов Б. Н., Сафонов А. А., Кантор М. М., Ломов С. В. (2017). Моделирование разрушения термопластичных полимеров в композитах, армированных волокном. Композитные конструкции, 163, 293-301.https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2016.11.091

Федулов Б.Н., Сафонов А.А., Сергечев И.В., Ушаков А.Е., Кленин Ю.Г., Макаренко И.В. (2016). Расчет на прочность и моделирование процесса опоры контактного рельса метрополитена из композитных материалов. Прикладные композитные материалы, 23 (5), 999-1013. https://doi.org/10.1007/s10443-016-9495-2

Hajikazemi, M., & Van Paepegem, W. (2018). Вариационная модель для анализа межслойного напряжения свободной кромки в общих симметричных и тонкослойных композитных пластинах.Композитные конструкции, 184, 443-451. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.10.012

Hexply 8552. (2019). Технический паспорт на эпоксидную матрицу. Получено с https://www.hexcel.com/user_area/content_media/raw/HexPly_8552_eu_DataSheet.pdf

Hu, S., Karpur, P., Matikas, T. E., Shaw, L., & Pagano, N. J. (1995). Влияние свободного края на остаточные напряжения и удаление сцепления на границе раздела композитное волокно / матрица. Механика перспективных материалов и конструкций, 2 (3), 215-225.

Ислам, М.С., Прабхакар П. (2017). Каркас для моделирования эффектов свободной кромки ламината при термомеханической нагрузке. Композиты Часть B: Инженерия, 116, 89-98. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2017.01.072

Джонстон А.А. (1997). Интегрированная модель развития технологической деформации при автоклавной обработке композитных конструкций (кандидатская диссертация). Университет Британской Колумбии, Канада. Получено с https://open.library.ubc.ca/cIRcle/collections/ubctheses/831/items/1.0088805

Джонстон А., Вазири Р. и Пурсартип А. (2001). Модель плоской деформации для технологической деформации слоистых композитных конструкций. Журнал композитных материалов, 35 (16), 1435-1469. https://doi.org/10.1106/YXEA-5MH9-76J5-BACK

Khoun, L., Centea, T., & Hubert, P. (2010). Методология определения характеристик термореактивных смол для обработки композиционных материалов - пример: эпоксидная смола CYCOM 890RTM. Журнал композитных материалов, 44, 1397-1415. https: // doi.org / 10.1177 / 0021998309353960

Li, D., Li, X., Dai, J., & Xi, S. (2017). Сравнение остаточных напряжений, вызванных процессом отверждения, и усадки при отверждении в микромасштабных композитных структурах с различными определяющими законами. Прикладные композитные материалы, 25 (5), 1-18.

Mittelstedt, C., & Becker, W. (2007). Эффекты свободных кромок в композитных ламинатах. Обзоры прикладной механики, 60 (5), 217-245. https://doi.org/10.1115/1.2777169

Расуо, Б., и Динулович, М. (2011).Напряжения свободного края в композитных ламинатах при механической нагрузке. Доклад на 18-й Международной конференции по композитным материалам. Получено с https://www.researchgate.net/publication/287678229_Free-edge_stresses_in_composite_laminates_under_mechanical_loading

Solis, A., Sánchez-Sáez, S., & Barbero, E. (2018). Влияние ориентации слоев на эффекты свободного края ламината, подвергающегося нагрузкам в плоскости. Композиты Часть B: Инженерия, 153, 149-158. https: // doi.org / 10.1016 / j.compositesb.2018.07.030

Ушаков А.Е., Сафонов А.А., Сергечев И.В., Федулов Б.Н., Корниенко Е.И., Тимофеев М.А., Изотов А.В., Кленин Ю. Г., & Розин, Н. В. (2015). Разработка и оптимизация технологического процесса вакуумной инфузии для изготовления вагонов-хопперов из полимерных композиционных материалов. Журнал машиностроения и надежности, 44 (3), 276-282. https://doi.org/10.3103/S105261881503022X

Wijskamp, ​​S., Akkerman, R., & Lamers, E.А. Д. (2003). Остаточные напряжения в несимметричных углеродно-эпоксидных ламинатах. В М. Дж. Мартине и Х. Т. Хане (редакторы), Труды 14-й Международной конференции по композитным материалам, ICCM14 (стр. 1-10). Сан-Диего, США.

Зобейри, Н., Форгани, А., Ли, К., Гордниан, К., Торп, Р., Вазири, Р., Фернлунд, Г., и Пурсартип, А. (2016). Мультимасштабная характеристика и представление композитных материалов во время обработки. Философские труды Королевского общества A: математические, физические и технические науки, 374, 1-20.https://doi.org/10.1098/rsta.2015.0278

.

Смотрите также