Введение к работе
Актуальность темы
Коленный сустав представляет собой сложно устроенное сочленение с большим количеством внутрисуставных структур. В открытой кинематической цепи нижней-конечности он занимает промежуточное положение между тазобедренным и голеностопным суставами. Наряду с движением вокруг фронтальной оси в нем возможна и ротация. Кроме того, при ходьбе и беге внутренние структуры коленного сустава испытывают ударную нагрузку. Все это делает его особенно уязвимым для травм.
Среди всех травм нижней конечности, по сведениям различных авторов, частота повреждений коленного сустава колеблется от 6,9 до 75% случаев (Кузменко В.В., 1996; Маслов А.П., 1999; Соколов И.В., 2000; Сергеев СВ. с соавт., 2001; Карусинов П.С, 2001).
Из всех повреждений коленного сустава преобладают разрывы менисков и, по сведениям различных авторов, на их долю приходится от 32% до 85% случаев (Бабкин В.И., 1963; Миронова З.С., 1965; Битюгов И А., 1982; Шелухин Н.И., 1987; Иде Арафат, 1995; Карусинов П.С, 2001).
По данным исследователей (Маркушев В.М., 1955; Каплан А.В., 1967; Никитин В.В., 1970; Бахтиозин Ф.Ш., 1990; Маслов А.П., 1999; Дьяков Д.Д и др., 2000; Карусинов П.С, 2001), медиальный мениск травмируется чаще (от 46,5% до 87%) случаев), чем латеральный (от 2,7% до 15% случаев). По сведениям З.С Мироновой (1987), Иде Арафат (1995), А.П. Маслова (1999) частота повреждений менисков у мужчин преобладает (от 66%) до 77,4%), по сравнению с женщинами (22,6-34%)). Средний возраст людей с повреждениями менисков, как следует по данным А.И. Городниченко (1989), Иде Арафат (1995), А.П. Маслова (1999), колеблется от 20 до 50 лет.
В литературе имеются сведения о макроскопическом строении менисков коленного сустава и их фиксирующего аппарата у взрослого человека. Однако, авторы (Образцов ГД, 1929; Нефедов В.И., 1945; Орлов Г.А., 1947; Маркушев В.М., 1955; Лабунский Ю.В., 1968; Charles СМ., 1935; Le Minor J.M., 1990) приводят разноречивые данные о формах и размерах менисков, поскольку отсутствует единый подход к их классификации.
Гистологическое строение менисков освещено в литературе также неоднозначно. Имеются работы, посвященные кровоснабжению менисков коленного сустава у взрослого человека (Косицын И.И., 1949; Судзиловский Ф.В., 1953; Бахтиозин Ф.Ш., 1990; Самойлович Э.Ф., 1992). Однако, на этапах постнаталь-ного онтогенеза до настоящего времени взаимосвязь структуры и микроцирку-ляторного русла менисков не установлена.
О прочности менисков в литературе имеются единичные сведения (Pfeil Е., 1965). Эти данные отрывочные и не дают целостного представления об их биомеханических свойствах.
Таким образом, имеющиеся сведения литературы о макро-, микроскопическом строении, кровоснабжении менисков и их фиксирующего аппарата, а также об их биомеханических свойствах недостаточны для полных знаний о функциональной их морфологии, что необходимо для установления патогенеза их повреждений и заболеваний, диагностики и выработки рациональных способов их коррекции. Поэтому комплексное исследование морфологии менисков коленного сустава человека и их фиксирующего аппарата на этапах постна-тального онтогенеза является актуальным для теоретической и практической артрологии.
Цель исследования
Выявить особенности строения и биомеханические свойства менисков и их фиксирующего аппарата в зрелом, пожилом и старческом возрастах.
Задачи исследования
Изучить форму и размеры менисков у людей зрелого, пожилого и старческого возрастов.
Изучить фиксирующий аппарат менисков у людей зрелого, пожилого и старческого возрастов.
Изучить гистоструктуру менисков и их фиксирующего аппарата у людей зрелого, пожилого и старческого возрастов.
Изучить биомеханические свойства (прочность на разрыв) менисков у людей зрелого, пожилого и старческого возрастов.
Научная новизна
Впервые проведено комплексное исследование морфологии и биомеханических свойств менисков коленного сустава и их фиксирующего аппарата у людей зрелого, пожилого и старческого возрастов.
Установлены варианты формы менисков. Медиальный мениск представлен формами-с широким задним рогом (в 62,73% случаев), с одинаковой шириной рогов (в 32,72% случаев) и с широким передним рогом (в 2,73% случаев), а также в 1,82% наблюдений - кольцевидной формой. Латеральный мениск имеет С-образную форму (в 43,86% случаев), подковообразную форму (в 36,84% случаев) и полудисковидную (в 13,16% случаев), а также форму с широким задним рогом (в 5,26% случаев) и широким передним рогом (в 0,88% случаев).
Уточнено и дополнено строение фиксирующего аппарата менисков. Определены основные варианты фиксации переднего и заднего рогов обоих менисков. Обнаружена связь медиального и латерального менисков с крестообразным комплексом.
На основании сопоставления гистологического строения мениска на горизонтальных и вертикальных срезах впервые осуществлена графическая реконструкция, дающая четкое представление о внутренней структуре мениска. Мениск состоит из пяти слоев: центрального, верхнего и нижнего поверхностных и, залегающих между ними, верхнего и нижнего средних слоев. Центральный слой образован плотной неоформленной соединительной тканью и служит каркасом для других слоев мениска. Поверхностные и средние слои сформированы волокнистой хрящевой тканью. Связки менисков являются продолжением центрального слоя и состоят из плотной оформленной соединительной ткани.
Дополнены сведения о микроциркуляторном русле менисков Установлено, что поверхностные и средние слои менисков являются бессосудистыми. Сосуды располагаются в центральном слое мениска, глубина их проникновения соответствует протяженности этого слоя.
Определены предел прочности на разрыв, относительное удлинение и модуль упругости различных частей мениска, характеризующие его биомеханические свойства. Впервые выявлены половые отличия прочности менисков на разрыв и прослежена возрастная динамика этого показателя Установлено, что на протяжении зрелого возраста мениски у женщин прочнее, чем у мужчин
и с возрастом у лиц обоего пола происходит снижение их прочности. Установлено, что мениски коленного сустава являются биологическим композиционным материалом. Выяснен характер зависимости биомеханических свойств менисков от их макро- и микроскопической структуры.
Теоретическое и практическое значение работы
Полученные нами данные о строении менисков коленного сустава и их фиксирующего аппарата в зрелом, пожилом и старческом возрастах имеют значение для теоретической и практической артрологии.
Выявленная нами индивидуальная изменчивость форм менисков, а также их крайние варианты развития позволяют провести границу между нормой и патологией, что необходимо при морфологических исследованиях, а также в клинической практике.
Обнаруженные нами различия в фиксации медиального и латерального менисков позволяют объяснить разную частоту их травм, а наличие связи менисков с крестообразными связками - сочетанные повреждения этих структур.
Построенная нами модель пространственного гистологического строения мениска может служить основой для дальнейшего изучения его микроструктуры и биомеханических свойств, иметь значение для разработки методов его пластики.
На основании обнаруженных нами особенностей фиброархитектоники мениска возможно прогнозирование его упруго-прочностных свойств в различных направлениях и разработки методов укрепления коленного сустава с целью предотвращения его травм. Выявленные нами половые отличия прочности менисков являются теоретическим обоснованием большей частоты их повреждений у мужчин, по сравнению с женщинами. Обнаруженный предел прочности менисков у лиц зрелого, пожилого и старческого возрастов может явиться основой для расчета величин максимальных нагрузок на коленный сустав в спортивной и восстановительной медицине.
Результаты исследований могут быть использованы в учебном процессе на морфологических и некоторых клинических кафедрах.
(!
Основные положения, выносимые на защиту
Мениски коленного сустава человека характеризуются различными вариантами формы, которые на протяжении зрелого, пожилого и старческого возрастов не изменяются. Медиальный мениск имеет четыре, латеральный -пять вариантов развития. Формы менисков не имеют половых и возрастных отличий.
Фиксация менисков осуществляется посредством их связок к больше-берцовой, бедренной костям и крестообразному комплексу, а также к капсуле коленного сустава. Передний рог медиального мениска имеет четыре варианта прикрепления. Задний рог этого мениска фиксируется во всех случаях одним способом. Передний рог латерального мениска обладает тремя, а задний четырьмя вариантами прикрепления. Фиксация менисков характеризуется индивидуальной изменчивостью и не зависит от возраста и пола.
Мениски коленного сустава человека состоят из пяти слоев: центрального, верхнего и нижнего поверхностных и, залегающих между ними, верхнего и нижнего средних слоев. Центральный слой состоит из плотной неоформленной волокнистой соединительной ткани. Поверхностные и средние слои сформированы волокнистой хрящевой тканью. Связки менисков являются продолжением центрального слоя и состоят из плотной оформленной волокнистой соединительной ткани. Кровеносные сосуды мениска вступают из капсулы сустава в его центральный слой, протяженность которого определяет глубину их проникновения. Поверхностные и средние слои менисков являются бессосудистыми.
Упруго-прочностные характеристики менисков определяются фибро-архитектоникой всех их слоев. На протяжении зрелого возраста мениски у женщин прочнее, чем у мужчин. В пожилом и старческом возрастах происходит снижение прочности менисков.
Апробация материалов диссертации
Основные положения диссертации доложены на IV международном конгрессе анатомов (Турция, 2005), на IV Украинском симпозиуме «Остеопороз: эпидемиология, клиника, диагностика, профилактика и лечение» (Киев, 2005), на III Российской научной конференции «Роль природных факторов и туризма
в формировании здоровья населения» (Уфа, 2005), на VIII конгрессе МАМ (Орел, 2006), на 71-й итоговой Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием (Уфа, 2006), на VIII съезде травматологов-ортопедов России «Травматология и ортопедия XXI века» (Самара, 2006), на заседании Башкирского отделения ВРНО АГЭ (Уфа, 2006).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 10 работ в отечественной и иностранной печати.
Структура и объем работы
Похожие диссертации на Строение менисков коленного сустава человека и их фиксирующего аппарата в зрелом, пожилом и старческом возрастах
