Печать
Категория: Анатомия и физиология

 

Краснов В. В.

ФГУ Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г. А. Илизарова Минздравсопразвития России
Адрес: 640014, Россия, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6

Аннотация. В работе представлен анализ результатов исследований биомеханики таза волков и собак. Установлено, что она напрямую зависит от возраста животных, а также повреждений и/или заболеваний соединений таза и его связочного аппарата.

Ведение

Изучение биомеханики опорно-двигательного аппарата позволяет выявить предпосылки возникновения его патологических изменений, определить способ их лечения [2].

Биомеханика таза тесно связана с осо-бенностью его функции: равномерным распределением статико-динамической на-грузки между позвоночным столбом и тазо-выми конечностями. Однако, несмотря на общую функцию, она имеет значительные видовые различия, зависящие от способа передвижения [3].

Имеющиеся работы в основном посвяще-ны изучению биомеханики опорно-двигательного аппарата человека, и лишь в единичных публикациях затрагиваются отдельные вопросы, касающиеся биомеханики крестцово-подвздошного сустава животных [2-7, 8, 10].

Цель исследования: изучить особенности биомеханики таза собачьих в норме и при повреждении его соединений.

Материал и методы

В основу работы положен анализ результатов биомеханических исследований, выполненных на трупах 7 волков и 22 беспородных собак обоего пола в возрасте от 1 месяца до 10 лет с массой тела от 1,5 до 46 кг.

Исследования проводили, как правило, на свежем секционном материале (не позже 2-3 часов после констатации смерти). Выделяли органокомплекс таза с фрагмен-том позвоночного столба включающим Ly-Cdjj. С костей максимально удаляли мяг-кие ткани, сохраняя целостность связок.

Изучали характер движений пояса тазо-вой конечности в крестцово-подвздошных суставах (КПС) и тазовом симфизе (ТС); взаимодействие и механизм повреждения связочного аппарата таза и пояснично-крест-цового отдела позвоночного столба, а также закономерности и смещения тазовых костей в зависимости от степени повреждения ука-занных анатомических структур.

Результаты и обсуждение

Анализ выполненных исследований по-казал, что приложение разнонаправленных внешних сил на пояснично-крестцовый от-дел позвоночного столба и пояс тазовой ко-нечности приводило к незначительной по амплитуде ротации крестцовой кости в сег-ментальной и фронтальной плоскостях, наиболее выраженных у щенков.

При флексии и экстензии поясничного отдела позвоночного столба происходила нутация и контрнутация крестцовой кости

Рис. 1. Взаимодействие подвздошно-поясничной (1) и крестцово-бугровой (2) связок при флексии (а) и экстензии (б) поясничного отдела позвоночного столба.

 

Рис. 2. Динамика тазовых костей при гиперфлексии и гиперэкстензии крестца.

в сагиттальной плоскости относительно пояса тазовой конечности за счет одновре-менного движения в обоих КПС. Поворот крестцовой кости осуществлялся вокруг оси, проходившей приблизительно на уровне геометрического центра ее крыльев.

Одновременно с этим при флексии отме-чалось синхронное натяжение обеих крест-цово-бугровых (КБС) и релаксация под-вздошно-поясничных (ППС) связок (рис. 1а), а при экстензии - натяжение ППС и релаксация КБС (рис. 16). Натяжение КБС и ППС ограничивало ротацию крестцовой кости в сагиттальной плоскости. При оссификации дорсальных (ДКПС) и вентральных (ВКПС) крестцово-подвздошных связок движения в КПС отсутствовали, а при сгибании и раз-гибании поясничного отдела позвоночного столба были задействованы только ППС.

Нутация крестцовой кости приводила к кранио-дорсальному смещению ее мыса и кранио-венральному — верхушки, вслед-ствие чего отмечалось уменьшение высоты входа в таз и увеличение высоты выхода из таза. В результате контрнутации крестцовой кости, а ее мыс и верхушка перемеща-лись соответственно в каудо-вентральном и каудо-дорсальном направлении, с увели-чением высоты входа и снижением высоты выхода из таза.

Рис. 3. Взаимодействие связок таза собаки при латерофлексии поясничного отдела позвоночного столба у щенков (а) и взрослых собак (б). 1 - подвздошно-поясничная связка, 2 - вентральные крестцово-подвздошные связки, 3 — крестцово-бугровая связка, 4 - хрящевая пластинка тазового симфиза.

При избыточном повороте крестцовой кости в сагиттальной плоскости (независимо от его направления) наблюдалось одновременное расхождение крыльев подвздошных и сближение пластинок седалищных костей (рис. 2). Для сравнения: у человека подобный процесс происходит только во время нутации крестца; при его контрнутации подвздошные кости сближаются, тогда как седалищные -отдаляются друг от друга [3].

Во время латерофлексии поясничного от-дела позвоночного столба у щенков отмеча-лось синхронное натяжение ППС и КБС на контрлатеральной стороне и их релаксация -на ипсилатеральной, что ограничивало амплитуду движения L^j по отношению к крестцовой кости и, соответственно, крестцовой кости относительно пояса тазовой конечности во фронтальной плоскости. При этом сохранялась возможность поворота крестцовой кости во фронтальной плоскости, в процессе которой в обоих КПС наблюдалось одновременное разнонаправленное смещение ушковидных по-верхностей крыльев крестцовой и подвздошной костей относительно друг друга в кранио-каудальном направлении, а также аналогичное смещение сочленяющихся тазовых костей на уровне ТС (рис. За). У животных более старшего возраста вследствие физиологического синостоза ТС и/или оссификации ДКПС и ВКПС при боковом наклоне поясничного отдела позвоночного столба происходило син-хронное натяжение ППС на одной стороне и ее расслабление - на противоположной (рис. 36).

Осевая ротация позвоночного столба вы-зывала лишь одновременное разнонаправ-ленное натяжение обеих ППС, не вовлекая в кинематическую цепь крестцовую кость.

Нарушение целостности вентрального отдела таза в области ТС путем его разрыва или рассечения скальпелем с повреждением краниальной лонной и дуговой седалищной связок тазового симфиза являлось причиной самопроизвольного расхождения тазовых костей в латеральном направлении с образованием диастаза шириной 1-3 мм. При ме-ханическом воздействии на ТС наблюдался отрыв хрящевой пластинки от одной из тазовых костей по линии соединения костной и хрящевой тканей, что согласуется с данными М. И. Быстрицкого (1960) [1].

Последующий медиальный разворот та-зовой кости приводил к частичному отрыву ДКПС и МКПС, а также к ее медиальному ротационному смещению с взаимным за-хождением костей вентрального отдела таза. При этом ППС оставались интактными.

Напротив, дальнейшее разведение тазо-вых костей на уровне ТС в латеральном на-правлении провоцировало повреждение связочного аппарата дорсального отдела таза в следующей последовательности:

-   натяжение капсулы КПС и отслоение надкостницы от вентральной поверхности крыла крестцовой кости,

-   натяжение ППС и частичный разрыв капсулы КПС в его каудо-вентральной части,

-   частичный отрыв ВКПС от подвздошной поверхности крыла подвздошной кости,

-   отрыв ППС от подвздошной поверхности крыла подвздошной кости,

-   полный разрыв капсулы КПС,

-   полный отрыв ВКПС от подвздошной поверхности крыла подвздошной кости,

-   полный отрыв МКПС от шероховатости крыла подвздошных костей,

-   разрыв в области добавочных суставных образований (при наличии).

Вместе с тем при данном виде травмы целостность самих ВКПС и МКПС сохра-нялась, вследствие того что отрыв ВКПС от места прикрепления к подвздошной поверх-ности крыла подвздошной кости происходил вместе с обширным участком надкостницы, а МКПС отрывались только от шероховатости крыла подвздошной кости. М. Е. Miller с соавторами (1979) также отмечают, что при сепарации КПС МКПС обычно остаются прикрепленными к шероховатости крыла крестцовой кости [9].

Нарушение целостности указанных выше анатомических структур являлось причиной возникновения ротационной нестабильности таза, однако возможность продольного смещения тазовых костей отсутствовала.

При последующем приложении силы на тазовую кость происходил отрыв ДКПС от крестцового гребня и ее полный вывих с возможностью многоплоскостного ротационного и продольного смещения.

Аналогичное поэтапное воздействие на контрлатеральную тазовую кость приводило к идентичным патологическим изменениям ее связочного аппарата, а двухсторонне поражение значительно усугубляло тяжесть травмы и в конечном итоге являлось причиной абсолютной нестабильности таза. Однако даже при полном разрушении указанных выше анатомических структур во всех на-блюдениях целостность КБС сохранялась.

Заключение

Результаты проведенных биомеханиче-ских исследований обосновывают значи-мость КПС, ТС и связочного аппарата по-яснично-крестцового отдела позвоночного столба и таза собачьих в поддержании его нормального сервомеханизма в постнаталь-ном онтогенезе, а также в развитии патогенеза и степени тяжести травмы таза, в зависи-мости от степени их повреждения.

Установлено, что биомеханика таза соба-чьих напрямую зависит от возраста живот-ных, а также повреждений и/или заболева-ний его соединений и связочного аппарата. Пояснично-крестцовый отдел позвоночного столба, тазовые кости, КПС, ТС и их связочный комплекс имеют тесные морфологические и функциональные связи, формируют единую биомеханическую систему, обеспечивающую статико-локомоторную и амортизирующую функции тазовых конечностей.

Выполненное экспериментальное био-механическое моделирование повреждений таза, индуцированных нарушением целост-ности его соединений, позволило выявить, что ДКПС и ВКПС играют ведущую роль в патогенезе данного вида травмы.

Список литературы

1.  Быстрицкий, М. И. Переломы костей таза / М. И. Быстрицкий. -Л. : Медгиз, I960. - ПО с.

2.  Васильева, Л. Ф. Мануальная диагностика и терапия (клиническая биомеханика и патобиомеханнка). Руководство для врачей /Л. Ф. Васильева. - СПб.: Фолиант, 1999.-400 с.

3.  Капанджи, А. И. Позвоночник: Физиология суставов / А. И. Капанджи. - М. : Эксмо, 2009. - 334 с.

4.  Николаев, А. П. Руководство по биомеханике в применении к ортопедии, травматологии и протезированию / А. П. Николаев. - Киев : Гос. мед. изд-во УССР, 1950.-Ч. П.-308 с.

5.  Пичхадзе, И. М. Биомеханика тазового кольца и его структурных элементов / И. М. Пичхадзе, А. Г. Холодкова // Вестник российской АМН. — 2008. - № 8. - С. 44-47.

6.  Denton,  D.  G.  Biomechanics  of the pelvis / D. G. Denton // Basal Facts. - 1986. - Vol. 8. - No 4. - P. 211-221.

7.  Foley,  B.   S.   Sacroiliac joint  pain:   anatomy, biomechanics, diagnosis, and treatment / B. S. Foley, R. M. Buschbacher //Am. J. Phys. Med Rehabil. - 2006. - Vol. 85. - No 12.  - P. 997-1006.

8.  Gregory,  С  R.  The  Canine  Sacroiliac  Joint: Preliminary  Study  of Anatomy,  Histopathology,  and Biomechanics / С R. Gregory [et al.] // Spine. - 1986. - Vol. 11. -No 10. -P. 1044-1048.

9.  Miller, M. E. Anatomy of the Dog / M. E. Miller, G.   С  Christensen,  H.  E.   Evans.  -  Philadelphia  : W. B. Saunders Company, 1979. - 941 p.

10. Rooney, J. R. The cause and prevention of sacroiliac arthrosis in the Standardbred horse: a theoretical study / J. R. Rooney// Can. Vet. J. - 1981. -Vol. 22. -P. 356-358.