biomecanica si fracturile
Post on 24-Dec-2015
107 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
1
BIOMECANICA OSULUI ŞI
FRACTURILE
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
2
Din informaţiile prezentate anterior reiese faptul că proprietăţile mecanice
ale osului depind în foarte mare măsură de anatomia şi structura sa
compoziţională.
Proprietăţile mecanice ale oaselor cum sunt: rezistenţa, rigiditatea şi
energia absorbită până la fracturare, nu depind însă numai de structura
compoziţională a osului (compoziţie inerentă, morfologia microscopică a
componentelor, legăturile dintre fibre şi matrice şi legăturile şi punctele de contact
dintre fibre); ci şi de alte proprietăţi structurale cum ar fi: geometria osului,
lungimea osului, şi curbura osului. Mai mult decât atât este bine cunoscut că
rezistenţa oaselor variază cu vârsta, sexul şi specia animalului, precum şi
localizarea (femur / humerus).37
Mecanica reprezintă analiza oricărui sistem dinamic,1, 2, 16, 34 iar
biomecanica poate fi definită ca o aplicare simplă a principiilor mecanice de
inginerie în cadrul sistemelor biologice, în speranţa vizualizării caracteristicilor
materiale şi structurale ale ţesuturilor, a impactului intrinsecului şi în acelaşi timp
acţiunea forţelor fiziologice şi nefiziologice extrinseci asupra unui sistem biologic
şi influenţa unei tehnologii moderne asupra unui sistem biologic.31
Termenul de mecanică a fost utilizat încă din 1638 de către Galileo într-un
tratat care descria diferite forţe aplicate asupra unor materiale şi rezistenţa acestor
materiale.1, 2, 15, 34 Galileo şi alţi cercetători ca Harvey, Santorio şi Descartes sunt
recunoscuţi ca fiind „pionierii” biomecanicii, bazându-şi descoperirile lor
biologice pe principiile fizice, corelate cu observaţii abile şi analiza cantitativă a
fenomenelor investigate. Ei au contribuţii notabile: descoperirea circulaţiei
sangvine, a microscopului, teoria matematică a organismului animal, precum şi
primele studii în metabolism.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
3
În decursul timpului biomecanica a cunoscut o dezvoltare continuă.
Astăzi, recunoaşterea implicaţiilor biomecanicii este unanimă.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
4
3.1. ETIOLOGIA FRACTURILOR
Fractura reprezintă întreruperea continuităţii osoase, cu sau fără deplasarea
fragmentelor.27 Focarele de fractură se asociază întotdeauna cu lezionarea, în
diferite grade, a ţesuturilor moi: rupturi vasculare, contuzii musculare, ruptura
periostului, contuzii nervoase, etc. De multe ori sunt lezate organele interne şi, de
asemenea, pielea care poate fi perforată sau ruptă în regiunea respectivă.
Traumatismele ţesuturilor moi trebuie luate întotdeauna în considerare, ele fiind,
adesea, mult mai importante vital decât fractura însăşi.21, 27
Cauzele fracturilor din punctul de vedere al provenienţei traumatismelor
pot fi: extrinseci şi intrinseci.21, 27
3.1.1. Cauzele extrinseci
Cauzele extrinseci sunt cele date de traumatismele care acţionează de la
exterior asupra corpului animalului. Aceste traumatisme pot acţiona direct sau
indirect asupra animalului.
Traumatismele directe sunt cele mai comune cauze ale fracturilor la
animale mici şi de obicei se produc prin accidente rutiere sau prin căzături de la
înălţime. Traumatismele directe sunt în mare majoritate accidentale şi numai
rareori iau naştere în locuri speciale şi sub acţiunea unor forţe care pot fi
măsurate. Mărimea şi direcţia forţelor care acţionează variază de la un accident la
altul. Multe fracturi care rezultă din acţiuni traumatice directe sunt multiple sau
cominutive.
Traumatismele indirecte. Fractura se produce la o oarecare distanţă faţă de
locul în care acţionează agentul traumatic, forţa declanşată de acţiunea acestuia
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
5
fiind transmisă de la un os la altul ca în final să se soldeze cu fractura osului care
prezintă cea mai scăzută rezistenţă.
3.1.2. Cauzele intrinseci
Cauzele intrinseci produc două tipuri de fracturi: fracturi cauzate de
contracţii musculare şi fracturi patologice (deprecierea patologică a substratului
osos îi scade rezistenţa mecanică).
Fracturile cauzate de contracţii musculare
Fracturile cauzate de contracţii violente ale muşchilor sunt numite fracturi
prin avulsie. Ele apar datorită contracţiilor violente izometrice ale muşchilor, dar
sunt asociate foarte des şi cu traumatismele care provoacă scurtarea puternică şi
brutală a lungimii tendonului unui muşchi.
Acest tip de fractură apare frecvent la animale tinere ale căror centre de
creştere osoase sunt neosificate sau incomplet osificate. Forţele musculare
rezultate în unele situaţii produc numai separarea uniunii cartilaginoase, dar în
alte cazuri produc fracturi osoase epifizare - la animale adulte.21, 27
Fracturile prin avulsie interesează proeminenţele osoase care servesc ca
loc de origine sau ca punct de inserţie al unei formaţiuni musculare şi / sau
ligamentare. Cele mai des avulsionate proeminenţe osoase sunt: acromionul,
tuberozitatea scapulară, tuberculul mare al humerusului, olecranul, tuberozitatea
ischiatică, trocanterul mare al femurului, tuberozitatea tibială şi calcaneul.
Fracturile patologice se produc având ca substrat favorizant bolile osoase
sau bolile sistemice, care afectează unul, mai multe sau toate oasele sistemului
osos. Deprecierea rezistenţei substratului osos îl predispune marcat la apariţia
unor focare de fractură, chiar în condiţiile absenţei acţiunii unui factor traumatic –
fracturi spontane. Fracturile patologice pot să rezulte din orice tip şi intensitate de
traumatism (prin încovoiere, torsiune, compresiune, forfecare).21, 27
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
6
Adeseori singura forţă necesară pentru producerea fracturii poate fi
reprezentată de greutatea corporală proprie a animalului suferind.
Fracturile patologice se produc în oricare dintre următoarele tipuri de boli
ale sistemului osos: neoplazii, chişti osoşi, osteoporoza, hiperparatiroidismul
nutriţional, infecţii osoase localizate (osteomielite).
O fractură patologică poate să afecteze orice os, localizându-se pe oricare
segment al acestuia. Diagnosticul patologiei de substrat este mult mai important
decât fixarea osoasă imediată. După ce boala care stă la baza fracturii a fost
diagnosticată şi măsurile speciale corective sunt iniţiate, fractura sau fracturile pot
fi tratate.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
7
3.2. FACTORII BIOMECANICI IMPLICA ŢI
ÎN PRODUCEREA FRACTURILOR
3.2.1. Noţiuni de biomecanică osoasă
Biomecanica osoasă reprezintă o aplicare simplă a principiilor de inginerie
mecanică în cadrul sistemelor biologice cu intenţia de a determina:31
- caracteristicile materiale şi structurale al ţesutului osos;
- impactul intrinsecului şi în acelaşi timp acţiunea forţelor fiziologice şi
nefiziologice extrinseci asupra unui sistem biologic;
- influenţa unei tehnologii asupra unui sistem biologic.
Înţelegerea caracteristicilor biomecanice şi structurale al osului permite
înţelegerea acţiunii forţelor externe care pot crea fracturi şi de ce unele fracturi au
predispoziţii anatomice specifice. Cunoaşterea acestor date permite chirurgilor o
analiză critică pe fundamente ştiinţifice cuantificabile a sistemelor noi de implante
utilizate pentru tratamentul fracturilor. Se deschide astfel posibilitatea unei analize
reale asupra mijloacelor operatorii utilizate pentru a neutraliza forţele
postoperatorii disruptive care acţionează asupra unei fracturi.
Elemente biomecanice de bază
Forţa poate fi definită ca o cantitate vectorială care prezintă mărime şi
direcţie. Forţa (forţa = masa x acceleraţia), în mod obişnuit se referă la solicitarea
care se aplică asupra osului pentru a cauza deformarea sau schimbarea formei
acestuia.35 Consecinţele mecanice pe care le determină acţiunea unei forţe asupra
osului sunt date de mărimea solicitării, direcţia acesteia, rata aplicării forţei,
proprietăţile materialului, dimensiunea şi geometria osului.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
8
O solicitare slabă poate cauza schimbări mici sau reversibile ale formei
osului. Solicitarea moderată poate cauza deformări doar atât timp cât acţionează
asupra osului -
deformare elastică. Dacă această solicitare este îndelungată se poate produce o
deformare statică semnificativă şi se pot produce fracturi – deformare plastică.35
Consecinţele mecanice pe care le determină acţiunea unor forţe asupra structurii
osoase depind de mai mulţi factori: mărimea şi direcţia forţei, dimensiunea osului
şi geometria acestuia.28, 29, 34, 37
Forţă aplicată gradual şi continuu asupra unui os într-o orientare specifică
poate fi măsurată şi schematizată grafic pe o curbă – curbă de deformare (Fig. 1–
3).29 Curbele de deformare sunt deosebit de utile în evaluarea comportamentului
fracturii şi a răspunsului unui os la o forţă anume cât şi la evaluarea eficacităţii
tratamentelor fracturii, pentru a asigura stabilitatea pe parcursul procesului de
vindecare. Schimbând forma, mărimea sau compoziţia unui os se poate influenţa
drastic forţa, rigiditatea sau capacitatea de absorbţie a energiei întregii structuri.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
9
Fig. 1-3. Curba teoretică încărcare/deformare - după Nordin M, Frankel V.H. – 1980.28
Legendă
A – B aplicarea încărcăturii în regiunea elastică, fără a depăşi limitele de rezistenţă -
deformare reversibilă
B – C aplicarea încărcăturii în regiunea plastică, cu depăşirea limitelor de rezistenţă
(punct de cedare) – deformare permanentă
C – punct final de rupere
A – D` suma deformărilor permanente
Zona de sub curbă reprezintă energia absorbită de către structura primară înainte de
fracturare.
Deformarea determinată de forţa aplicată, va fi schematizată iniţial printr-o
porţiune elastică. La sfârşitul solicitării osul revine la forma sa iniţială dovedind o
deformare temporară reversibilă (elasticitate).
Energie
Regiune plastică
Încă
rcar
e
Reg
iun
e el
astică
Punct de cedare cedare
Punct de rupere
B C
A
D
D` Deformare
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
10
Dacă se măreşte forţa care acţionează asupra osului se înregistrează
„cedarea osteonilor de suprafaţă” astfel încât osul nu mai are capacitatea de a
reveni la forma iniţială. Începutul acestui tip de deformare va fi notat pe curbă ca
un reper, constituind punctul de cedare.
Dacă forţa creşte peste acest punct, apare o deformare progresivă
permanentă – deformare structurală. Această porţiune a curbei se numeşte regiune
plastică. Pe această porţiune a curbei va fi notat ca un reper momentul în care are
loc ruperea osului (depăşirea ultimei rezistenţe a structurii osoase) - punct ultim
de rezistenţă sau punct de cedare.
Cei mai importanţi parametrii care pot fi determinaţi cu ajutorul acestui
curbe (rigiditatea structurii şi cantitatea de energie absorbită de structură înainte
ca aceasta să cedeze şi să se rupă) definesc rezistenţa unei structuri osoase.29, 34
Rigiditatea este definită ca o cantitate de forţă pe care o structură o poate
suporta fără a suferi modificări permanente. Porţiunea elastică a curbei de
deformare reprezintă de fapt rigiditatea structurii (rigiditate = forţa
aplicată/modificare de lungime).6, 28, 34, 35
Cantitatea de energie absorbită de structură este determinată prin
măsurarea ariei de sub curbă. Cu cât este mai mare cu atât se va absorbi mai multă
energie iar rezistenţa structurii va fi mai mare.6, 28, 34, 35
Curba de deformare defineşte comportamentul mecanic al întregii structuri
osoase şi nu pe cel al materialului din care este compusă structura. Pentru a evalua
cu acurateţe comportamentul materialului din care este compusă o structură sau
pentru a compara mecanic două materiale diferite (os cortical – os spongios sau
diafiză – epifiză) influenţa dimensiunii şi a formei (geometrie) trebuie eliminată
din analiză. În locul evaluării curbei de deformare trebuie să măsurăm amploarea
forţei interne generate, care rezultă din supunerea unui os la o încărcătură (forţă),
faţă de schimbarea dimensiunii acestuia. Mostrele analizate trebuie să aibă
mărime şi formă standardizată.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
11
Reprezentarea grafică a aplicării acestor forţe şi a efectelor generate
îmbracă forma unei curbe. O astfel de curbă se numeşte curbă de tensiune şi
încordare şi permite evaluarea mecanică a materialului din care este compusă
structura (Fig. 2–3).6, 20, 37
Atunci când osul este supus unei forţe externe sau unei încărcări, acesta îşi
modifică forma originală, se deformează – acţiune în timpul căreia sunt generate
forţe interne.6, 28, 34, 35 Intensitatea forţelor interne generate la un anumit punct se
numeşte tensiune (tensiunea = forţa / aria secţiunii materialului, măsurată în
newtoni / m2 sau pascali).6, 20, 28, 29, 34, 37
Modificarea de dimensiune prin care trece un os supus unei încărcături,
comparată cu dimensiunea iniţială, se numeşte încordare (încordare =
dimensiunea modificată / dimensiunea iniţială). Când osul este supus unei
încărcări (greutăţi), încordarea acestuia la un anumit moment este raportată
matematic la tensiunea generată în acelaşi moment.6, 20, 28, 29, 34, 37 Această relaţie
este reprezentată de curba de tensiune / încordare.
Tensiunea şi încordarea pot fi normale sau tangenţiale.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
12
Fig. 2-3. Curba teoretică tensiune/încordare - după Nordin M. şi Frankel V.H. – 1980.28
Legendă
A – B regiunea elastică a curbei
B – C regiunea plastică a curbei
B punct de cedare
C punct final de rupere
B` – B`` tensiune / încordare de cedare – solicitare / suprafaţă înaintea deformării
(capacitatea osului de a suporta acţiunea forţelor înainte de cedare)
C` – C``tensiune / încordare de rupere – solicitare / suprafaţă înaintea ruperii
(capacitatea osului de a suporta acţiunea forţelor înainte de a se fractura).
Tensiunea normală rezultă atunci când o forţă apasă perpendicular pe
suprafaţa osului. Această forţă poate fi direcţionată către suprafaţa osului cauzând
o presiune de comprimare - tensiune de comprimare şi are ca rezultat scurtarea şi
lăţirea osului (Fig. 3–3 A). Dacă forţa este direcţionată perpendicular dinspre
suprafaţa osului, intervine tensiunea de extindere care lungeşte şi subţiază osul
Încordare
Ten
siu
ne
Reg
iun
e
Regiune plastică
A B’’
B`
C`
B
C
C”
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
13
(Fig. 3–3 B). Intensitate forţei care cauzează tensiunea normală are ca rezultat
obţinerea unei încordări normale.
Înainte de încărcare După încărcare
Forţa de încărcare Tensiune normală = ∆L / L
Înainte de încărcare După încărcare
Forţă de extensie Încărcare normală = ∆L / L
Fig. 3-3 A şi B. Efectul acţiunii forţelor de tensiune/încărcare - după Radasch M.R. – 1999.31
Legendă
B
A
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
14
L – lungime iniţială
∆L – modificarea determinată de acţiunea forţei de extensie
Încordarea normală (lungimea modificată / lungime iniţială ) este un
număr reprezentat de obicei printr-o schimbare procentuală.
Dacă o forţă este aplicată paralel cu suprafaţa osului, o parte a osului va
avea tendinţa să devieze sau să alunece într-o parte – tensiune tangenţială (Fig.
4–3).
Fig. 4-3. Efectul acţiunii unei solicitări tangenţiale - după Radasch M.R. 1999.31
Legendă
L – lungime iniţială
∆L – modificarea determinată de acţiunea forţei de extensie
Forţa internă degajată de acţiunea unei astfel de forţe se numeşte
încordare tangenţială. Încordarea tangenţială este deformarea unghiului care are
loc în material în comparaţie cu forma iniţială şi se măsoară în grade sau radiani
Forţă de forfecare
Tensiune de forfecare
Forţa de forfecare = ∆L / L
Înainte de încărcare După încărcare
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
15
(1 radian = 57,3 grade). Tipurile de tensiune şi încordare normale respectiv
tangenţiale generate într-un os sunt determinate de direcţionarea şi orientarea
forţei aplicate dar şi de planul osului.6 De exemplu, dacă osul este supus unei
încărcături sub tensiune de compresie sau de extindere şi este evaluat un plan
orientat oblic către încărcătură sunt prezente atât tensiunea normală cât şi cea
tangenţială (Fig. 5–3).
Fig. 5-3. Modul de generare şi de orientare a tensiunilor interne la acţiunea unei forţe de extensie
- după Carter D.R., Spengler D.M. – 1982.6
Legendă
L – lungime
F – forţa aplicată şi direcţia de orientare
Tensiunile tangenţiale maxime prezente într-un os sunt întotdeauna
orientate pe un plan de aproximativ 45º pe direcţia de aplicare a forţei.6, 7 Această
proprietate mecanică a osului devine evidentă când este vorba de comportamentul
clinic al osului cortical supus unei forţe de compresiune pentru producerea unei
fracturi. Zonele şi punctele importante din punct de vedere mecanic de-a lungul
unei curbe de tensiune-încordare sunt similare celor din curba de deformare.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
16
Încordarea în regiunea elastică a curbei nu are ca rezultat deformarea
permanentă a materialului. De îndată ce se ajunge la punctul de cedare, osul
suferă leziuni interne şi intervine deformarea permanentă sau cedarea prin ruperea
(dezbinarea) osteonilor şi microfractură.
Încordarea în regiunea plastică duce la deformarea permanentă progresivă
a osului. Osul cedează (se fracturează) când punctul de rezistenţă maximă este
depăşit. Rigiditatea materialului se determină prin măsurarea înclinaţiei porţiunii
elastice a curbei de tensiune-încordare (rigiditate = tensiune / încordare).
Rigiditatea unui material se mai numeşte şi modul elastic sau modulul elasticităţii
a lui Young.6, 31
Întreaga regiune a curbei de tensiune-încordare reprezintă rezistenţa
materialului, respectiv capacitatea acestuia de a acumula energie.
Curbele de tensiune / încordare au demonstrat că oase diferite, diferitele
porţiuni ale unui os sau diferitele tipuri de oase (cortical respectiv spongios) pot
avea comportamente mecanice foarte diferite. Modulul de elasticitate al osului
cortical este mai mare decât cel al osului spongios, adică osul cortical este mai
rigid şi este mai puţin probabil ca acesta să se deformeze în comparaţie cu osul
spongios.28 Osul spongios poate tolera mai multă încordare, se fracturează atunci
când încordarea depăşeşte 7% pe când osul cortical se fracturează când încordarea
depăşeşte 2%.6, 8, 29 Datorită naturii sale poroase osul spongios poate acumula mai
multă energie înainte de fracturare decât osul cortical.
În concluzie, curba de deformare este utilă pentru determinarea rigidităţii
şi a capacităţii de absorbţie a energiei, caracteristici ale rezistenţei întregii
structuri, indiferent de geometria, dimensiunea sau natura materialului testat.
Curba de deformare permite analizarea mecanismelor implicate în producerea
fracturilor în urma diverselor solicitări exercitate asupra segmentelor osoase.31 De
asemenea, permite evaluarea comparativă a eficacităţii terapeutice a diferite
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
17
sisteme de implant (fixare osoasă), oferind date referitoare la stabilitatea
sistemului.
Evaluarea comparativă a proprietăţilor mecanice a diferite oase sau
sisteme de fixare osoasă impune recurgerea la analiza unei curbe de tensiune-
încordare. Este necesară standardizarea condiţiilor de testare (aceleaşi dimensiuni
şi forme pentru specimenele supuse testării).6, 28, 34, 35 O curbă de tensiune-
încordare permite evaluarea forţei relative a două specimene de os diferite cum ar
fi os cortical versus spongios sau os diafizar versus os epifizar.
Rigiditatea relativă a diferitelor metale (inox, titan) folosite în implantul
chirurgical, cât şi abilitatea lor de a rezista forţelor externe pot fi evaluate printr-o
curbă tensiune-încordare.31
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
18
3.2.2. Comportamentul mecanic al osului
Localizarea unei fracturi la nivelul unui os (diafiză, metafiză, epifiză), cât
şi tipul fracturii (spiralată, transversală, oblică, cominutivă etc.) este determinată
de numeroşi factori. Diferitele forţe prezentate şi rata lor de solicitare a osului
creează diferite tipare de fracturi. Pe lângă aceste forţe, tipul unei fracturi este
influenţat şi de comportamentul ţesutului osos la momentul respectiv.
Comportamentul mecanic al ţesutului osos depinde de factori ca:
- tipul de os (cortical sau spongios);
- densitatea sau porozitatea osului;
- modul în care are loc aplicarea forţei - încărcarea (repede sau încet);
- orientarea microstructurii osului în relaţie cu direcţionarea încărcăturii;
- vârsta subiectului (pacientului);
- starea de sănătate a pacientului.6, 28, 34, 35
În plus dimensiunea şi forma osului cât şi prezenţa sau lipsa unor defecte
ale osului sau a unor stări de boală pot de asemenea influenţa comportamentul
mecanic al osului şi implicit tipul fracturii.31
Oasele sunt compuse dintr-o combinaţie de os cortical şi os trabecular sau
spongios. Structura de tip cortical înconjoară întotdeauna pe cea de tip spongios
cantitatea fiecăreia variând de la un os la altul, precum şi de localizarea la nivelul
unui os (diafiză, metafiză sau epifiză).
În momentul unei solicitări ţesutul osos spongios are capacitatea de a
absorbi o cantitate de energie mai mare dacât ţesutul osos de tip cortical.
Toate oasele corticale şi spongioase au în compoziţia lor substanţe
organice şi anorganice, porozitatea diferită fiind dată de raportul diferit al celor
două componente. Astfel porozitatea influenţează direct proprietăţile mecanice a
fiecărui tip de os.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
19
Porozitatea este definită ca fiind volumul osos ocupat de ţesut
nemineralizat.6, 28, 34, 35 Osul de tip cortical este compus în principal din substanţe
anorganice nemineralizate care alcătuiesc matricea, pe când osul de tip spongios
are în compoziţia sa o cantitate mai mare de substanţe organice nemineralizate
care alcătuiesc matricea.6 Pentru a determina porozitatea osului ne putem folosi şi
de densitatea aparentă. Densitatea aparentă este o unitate de măsură exprimată
prin raportul dintre masa ţesutului osos şi a volumului de ţesut osos (inclusiv a
osulului mineralizat şi a canalului medular).6, 7, 34, 35 Densitatea aparentă a unui os
este în relaţie direct proporţională cu conţinutul osului în substanţe anorganice
mineralizate.34 Oasele de tip cortical au o densitate aparentă mai mare decât
ţesutul osos spongios.
Porozitatea sau densitatea aparentă diferită la cele două tipuri de oase
determină comportamnete foarte diferite, atunci când asupra celor două tipuri de
os acţionează o anumită forţă (Fig. 6–3).6, 7, 35
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
20
Fig. 6-3. Influenţa densităţii aparente asupra osului de tip cortical şi spongios - după
Carter D.R., Spengler D.M. – 1982.6
Evoluţia curbei tensiune-deformare la oasele de tip spongios arată că
ţesutul osos spongios are proprietăţi similare cu alte materiale de tip poros.6
Atunci când este supus unei forţe osul spongios prezintă iniţial un anumit grad de
elasticitate după care, la un anumit punct va ceda, lucru care va determina ruperea
trabeculelor osoase. După acest punct, grafic se poate observa un platou lung al
deformării plastice, care este rezultatul fracturării progresive, colabarea
trabeculelor osoase şi a cavităţii medulare. Odată ce întreg spaţiul medular este
umplut de fragmentele trabeculare, (pore closure – închiderea porilor) se va
produce o ultimă creştere a rigidităţii înaintea punctului de ultimă rezistenţă, când
osul de tip spongios va ceda.6 Sub acţiunea forţelor de compresiune osul spongios
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
Os cortical densitate aparentă P = 1,85 g/cm3
Os spongios P = 0,9 g/cm3
P = 0,3 g/cm3
Ten
siun
e (M
Pa)
200
150
100
50
0
Încordare
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
21
prezintă proprietăţi similare de tensiune/deformare cu a metalelor feroase uşor
poroase.6, 29 Sub acţiunea forţelor de compresiune, osul de tip spongios este
capabil să absoarbe cantităţi însemnate de energie şi să tolereze un grad de
deformare de peste 7% înaintea producerii fracturii.6, 8, 9, 28, 29
Evoluţia grafică a unei curbe de tensiune / deformare compresivă la un os
de tip cortical arată cum porozitatea sau densitatea aparentă infuenţează
proprietăţile mecanice. Când osul de tip cortical este supus unor forţe de
compresiune asemănătoare se va produce iniţial o deformare elastică, care însă la
scurt timp va fi urmată de punctul de ultimă rezistenţă. Osul de tip cortical are un
comportament similar obiectelor fragile de genul sticlei, cu deformare plastică
mică înaintea fracturării.6, 29 Osul de tip cortical este capabil să absoarbe mai
puţină energie, tolerând deformări mai mici de 2% înaintea producerii fracturii.28,
29
Ca regulă generală, datorită densităţii aparente mai mari, osul de tip
cortical are o rezistenţă finală mai mare şi o rigiditate mărită, putând tolera forţe
mai mari până în momentul fracturării decât osul de tip spongios.28, 29, 35
Punctul de ultimă rezistenţă şi rigiditatea osului de tip cortical sau
spongios este determinată de densitatea aparentă. Rezistenţa unui os este direct
proporţională cu densitatea aparentă, iar rigiditatea este direct proporţională cu
pătratul densităţii aparente.6
Relaţiile dintre densitatea aparentă (porozitate) şi proprietăţile mecanice
ale osului pot avea implicaţii clinice importante. Modificări subtile ale densităţii
aparente produc modificări substanţiale ale punctului de ultimă rezistenţă,
rigidităţii, toleranţei la deformări şi a capacităţii de absorbţie a energiei.34, 35
Importanţă practică au modificările densităţii aparente cuprinse între 30 % şi 50
%, survenite înainte de a putea fi observate radiografic.34, 35 O reducere a
densităţii aparente mai mică de 30 – 50 % poate cauza scăderea rezistenţei şi
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
22
rigidităţii, rezultând o deteriorare a structurii osoase asemănătoare cu cea din
fracturile patologice, fără nicio evidenţiere radiografică a unei densităţi anormale.
3.2.2.1. Efectul ratei de încărcare
Proprietăţile materiale ale oaselor sunt direct influenţate de rata încărcării
şi a deformării.6, 7, 8, 35 Rapiditatea cu care o structură se deformează în timpul
încărcării poate fi cuantificată prin rata de solicitare (solicitare / unitate de timp
sau secundă la -1). În condiţii fiziologice osul este supus unei solicitări mai mici
de 0,01 sec-1.6, 34
În situaţii clinice de suprasarcină (de supraîncărcare), în urma cărora se
produc fracturi, rata de solicitare depăşeşte 10 sec-1. Un os supus unei rate de
încărcare rapidă (rată de solicitare) manifestă o rezistenţă şi o rigiditate mai mare,
absorbind rapid mai multă energie înainte de a ceda, decât un os supus unei rate
de încărcare lente (Fig. 7– 3).6, 7, 8, 28, 34, 35
Orice material cu caracteristici asemănătoare osului, ale cărui proprietăţi
de tensionare / deformare depind de rata de încărcare, poartă denumirea material
vâsco - elastic.
Modulul de elasticitate şi rezistenţa maximă a osului (punctul de ultimă
rezistenţă) sunt proporţionale cu rata de încărcare (solicitare) la o valoare de 0,006
sec.6, 7, 34, 35
Este evident faptul că pentru o greutate dată, este mai avantajos pentru os
să fie supus unei rate de solicitare mare. Aceste caracteristici mecanice permit
structurii osoase să suporte încărcări suprafiziologice fără a suferi fracturi.
Viteza solicitării osoase influenţează şi ţesuturile ce înconjoară locul
fracturării.28 Pe măsură ce osul este supus solicitării, el înmagazinează energie.
Când este depăşit punctul de ultimă rezistenţă, osul se fracturează şi transmite
energia înmagazinată ţesuturilor din jur.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
23
Osul supus unei rate mici de solicitare poate disipa gradual această
energie, pe măsură ce se produc mici fisuri în structura sa. Când osul se va rupe
ţesutul adiacent va fi lezat într-o proporţie mai redusă.28
Fig. 7-3. Efectul clinic al ratei de încărcare - după Carter D.R., Spengler D.M. – 1982.6
Osul supus unei rate de solicitare mare (presupune ca mărimea şi direcţia
solicitării să rămână neschimbate) înmagazinează mai multă energie şi are o
rezistenţă mai mare. Când osul se va fractura, energia este eliberată brusc, ducând
de regulă la fragmentarea osului şi la leziuni extinse ale ţesuturilor adiacente.28
Al ţi factori cum ar fi mărimea şi orientarea sarcinii influenţează şi ei
cantitatea de energie înmagazinată de os, forma fracturii şi procentul de ţesut
lezionat în jurul focarului de fractură.6, 20, 28, 29, 34, 37
Încordare
Ten
siun
e
Încărcare rapidă Rata încordare = 10,0 sec-1
Încărcare lentă Rata de încordare = 0,001 sec-1
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
24
În funcţie de cantitatea de energie eliberată în momentul fracturării de
către os, fracturile se pot încadra în trei categorii: cu producere de energie puţină,
energie multă şi energie foarte multă. De exemplu în cazul unui câine care sare de
la înălţime mică şi se produce o fractură transversală a porţiunii distale a
radiusului se va elibera o cantitate mică de energie şi implicit şi gradul de
lezionare a ţesuturilor moi va fi minim.
O eliberare mare de energie se va produce în cazul unui accident rutier în
care osul va suferi fragmentări multiple, iar ţesuturile moi leziuni moderate.
În cazul unui accident prin împuşcare se va elibera o cantitate mare de
energie, rezultând o fractură cu multe fragmente, iar ţesuturile adiacente vor fi
puternic traumatizate.
3.2.2.2. Efectul orientării şi a modului de încărcare
Unitatea morfostructurală a osului, osteonul este orientat paralel cu axa
longitudinală a osului.29 Acest aspect conferă oaselor de tip cortical o mai bună
rezistenţă la sarcini care acţionează longitudinal, faţă de cele care acţionează
transversal (Fig. 8– 3).6, 8, 28, 34, 37 Solicitarea osului de tip cortical, orientată
perpendicular, va duce la fracturarea şi fragmentarea lui. În acest caz pe cursa de
solicitare - deformarea plastică aproape că nu există.6 Prin urmare datorită formei
şi orientării microstructurilor, oasele lungi sunt mult mai rezistente la sarcini
aplicate de-a lungul axei longitudinale decât la cele aplicate transversal.6, 8, 28, 34, 37
Materialele similare ca structură osului de tip cortical ale cărui proprietăţi de
deformare sunt dependente de direcţia solicitării aflată în relaţie directă cu
orientarea microstructurii, poartă denumirea de materiale anizotrope.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
25
Fig. 8-3. Influenţa direcţiei de încărcare asupra caracteristicilor mecanice ale osului - după Carter
D.R., Spengler D.M. – 1982.6
Modul de încărcare influenţează, de asemenea, comportamentul mecanic
al oaselor de tip cortical şi spongios.4, 6, 8, 20, 28, 29, 34, 37 Oasele corticale lungi sunt
mai bine adaptate pentru a rezista forţelor de compresiune, au rezistenţă medie la
tracţiune şi sunt slabe când sunt supuse unor forţe care acţionează transversal.6, 28,
34, 35 Oasele spongioase aflate sub acţiunea forţelor de tensiune manifestă o
capacitate mult mai mică de a absorbi energia faţă de acţiunea unei sarcini care
acţionează compresiv. Totuşi rigiditatea şi rezistenţa maximă sunt asemănătoare
atunci când se compară comportamentele la acţiunea unor sarcini tensoare şi
compresive în cazul oaselor spongioase.35
Rezistenţa la forţele de tensiune/compresiune în cazul oaselor de tip
cortical (lungi) este mult mai mare decât cea a oaselor de tip spongios (late).
Osul este un material complex având proprietăţi vâsco - elastice,
anizotrope şi dependente de forţele de solicitare.6, 20, 28, 29, 34, 37 Ca urmare de câte
Ten
siun
e
Longitudinal
Transversal
Încordare
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
26
ori se descriu caracteristiciile mecanice al osului, este necesară definirea sursei de
încărcare, ratei de solicitare şi a direcţiei solicitării în funcţie de orientarea
microstrusturii osului.
3.2.2.3. Efectul vârstei asupra proprietăţilor mecanice ale osului
Vârsta este unul dintre factorii care influenţează proprietăţile mecanice ale
oaselor. Conţinutul în minerale a osului imatur este scăzut, afectându-i
proprietăţile la solicitări diverse, dar conţinutul în minerale se optimizează odată
cu ajungerea la maturitate.6
Osul de tip cortical, imatur, are capacitatea de a absorbi mai multă energie,
tolerează mai bine sarcini diferite şi deformări elastice înainte de a se fractura,
fiind mai puţin rigid faţă de osul ajuns la maturitate.34, 35, 40, 41 Modulul elasticităţii
unui os imatur de câine creşte de la 0,2 la 1,2 G Pa (1G Pa = 1 x 109 Pa), o valoare
asemănătoare cu cea a colagenului, care poate ajunge până la aproximativ 20 G Pa
în timpul primelor şase luni de viaţă, fără alte semnificaţii legate de vârstă.34, 40, 41
Aceasta explică apariţia fracturilor în lemn verde la tineret. O astfel de solicitare
la un animal adult duce inevitabil la producerea unei fracturi complete. În schimb
plăcile de creştere metafizare la animalele tinere, alcătuite în principal din ţesut
cartilaginos, reprezintă punctul cel mai sensibil din punct de vedere al rezistenţei
mecanice.3, 33 În cazul suprasolicitărilor fiziologice şi/sau patologice fracturile se
vor produce în regiunea cartilajelor de creştere, iar din punct de vedere mecanic,
cea mai slabă zonă din plăcile de creştere este reprezentată de zona cu condrocite
hipertrofiate.33
Pe măsură ce osul se maturizează el devine mai rigid şi mai rezistent, fiind
capabil să absoarbă mai puţină energie, tolerând solicitări mai mici înainte de a se
fractura.6, 34, 35 Acest fenomen se datorează creşterii numărului legăturilor de
colagen şi a mineralizării matricei osoase.6, 8
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
27
Vârsta înaintată duce la o reducere de ansamblu a proprietăţilor materiale
ale oaselor lungi datorită modificărilor microstructurii şi compoziţiei.6 Oasele
suferă o reducere a rezistenţei, a rigidităţii precum şi o scădere a capacităţii de
absorbţie a şocului.6, 34, 35 Acest fapt se datorează creşterii porozităţii oaselor
(reducerea densităţii aparente), a numărului legăturilor de colagen şi a ratei de
mineralizare, ceea ce determină o creştere progresivă a fragilităţii.6, 8, 34, 35 În plus,
se va reduce grosimea corticalei datorită creşterii porozităţii foi ţei interne a
periostului.6
Resorbţia progresivă osteoclastică şi remodelarea cortexului înbătrânit este
asociată cu creşterea numărului de osteoane şi a liniilor de ciment, ultimele fiind
punctele cu rezistenţă mecanică cea mai mică.6
3.2.2.4. Efectul bolilor şi defectelor osoase asupra proprietăţilor
mecanice
Orice proces morbid care afectează proprietăţile structurale sau geometria
unui os pot duce la devierea de la normal a proprietăţiilor mecanice ale acestuia.6
Osul este considerat un material compozit, alcătuit din minerale şi colagen.
Boliile metabolice care afectează conţinutul în minerale sau colageni, sau duc la
modificarea raportului acestora, au un efect negativ asupra rezistenţei mecanice la
solicitare a osului.6, 29 Hiperparatiroidismul nutriţional sau secundar unor afecţiuni
renale, uremia cronică, hiperadrenocorticismul, osteogeneza imperfectă,
osteomielita bacteriană sau fungică, procesele neoplazice sunt câteva exemple
implicate în inhibarea formării legăturilor normale de colagen, modificarea
microstructurii colagenului, şi reducerea conţinutului în minerale al osului.6, 16, 34,
35 Aceste perturbări ale fiziologiei osoase duc la slăbirea rezistenţei mecanice a
oaselor. Oasele afectate de asemenea boli sau de alte stări patologice sunt
predispuse la fracturi, chiar şi în cazul unor solicitări fiziologice.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
28
Procesele neoplazice, chiştii osoşi, intervenţiile chirurgicale (grefele
osoase, biopsiile, orificile practicate pentru inserarea fixatorilor externi sau a
şuruburilor) modifică geometria osului şi consecutiv proprietăţile mecanice ale
acestuia.6 Defectele consecutive bolilor sau intevenţiilor chirurgicale scad
rezistenţa oaselor prin reducerea masei osoase, distribuţia forţelor realizându-se
pe un volum mai mic, dar cel mai important, se produce o proastă distribuire a
forţelor, forţe foarte mari fiind centrate pe regiunea afectată.6, 28
De exemplu, au fost studiate influenţele pe care le determină aplicarea
şuruburilor şi a forajelor necesare inserării lor asupra proprietăţilor mecanice de
torsiune ale osului.4, 5, 6, 28 Găurind osul şi inserând un şurub se va reduce cu cca.
70 % capacitatea osului de a reţine energie, pentru că forţa se va concentra spre
forajul realizat. Remodelarea osoasă în jurul orificiului osos va contracara efectele
solicitărilor, ajungându-se până la redobândirea proprietăţilor mecanice iniţiale.
Dacă ulterior se va scoate şurubul din nou se va produce o concentrare a forţelor
asupra orificiului rămas, rezistenţa osului la forţele de torsiune reducându-se.
Atunci când orificiul se va reumple cu ţesut mineralizat se va redobândi rezistenţa
iniţială. Efecte asemănătoare se produc şi atunci când folosim fixatori externi.
Forţele fiziologice care acţionează asupra oaselor cu afecţiuni patologice
pot determina producerea fracturilor. Cele mai susceptibile fracturi sunt cele
determinate de acţiunea forţelor de torsiune.4, 28
Liniile de fractură urmăresc, de regulă zonele cu rezistenţa cea mai mică.
Deci, liniile de fractură vor trece prin sau vor începe de la punctul de concentrare
maximă a solicitării.34, 35 Din punct de vedere clinic, fracturile care rezultă în
urma unor defecte osoase (orificii de inserţie a şuruburilor, chişti osoşi) sunt în
general lungi şi oblice sau au o configuraţie spiralată, fiind însoţite ocazional şi de
fisuri.4, 5 Fracturile datorate bolilor au o caracteristică şi anume urmează o plisare
cauzată de colapsul elementelor corticale şi spongioase.6, 34
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
29
O concentrare a forţelor se poate produce şi atunci când două sau mai
multe materiale cu proprietăţi foarte diferite de rezistenţă sunt plasate în contact
intim una lângă cealaltă (modul elastic “mismatch” - nepotrivit).34, 37, 42 Când
asupra lor va acţiona o forţă, unul dintre el va suporta o solicitare mai mare ceea
ce va determina concentrarea forţelor asupra zonei de contact dintre cele două
materiale. O concentrare a solicitărilor peste capacitatea de rezistenţă a unuia
dintre materiale va determina producerea unei fisuri la joncţiunea dintre cele două
materiale. Clinic acest fenomen se poate observa la fracturile oaselor lungi
stabilizate cu plăci de osteosinteză mult prea rigide, mai ales la rasele de câini
foarte mici. De obicei fractura se va produce la capetele plăcii. Acelaşi fenomen
se produce în cazul aplicării protezei de cap femural. În acest caz se va produce o
fractură femurală diafizară la joncţiunea dintre os şi cementul fixator al
implantului.34, 35
Utilizarea unor materiale ca titanul care are un modul de elasticitate
asemănător cu cel al osului sau a unor plăci subţiri şi înguste, previne apariţia
acestui fenomen şi implicit a fracturii.
3.2.2.5. Efectul aportului sangvin şi a forţelor de încărcare asupra
procesului de formare a oaselor şi articulaţiilor
Cercetările experimentale şi clinice au demonstrat influenţa aportului
sanguin şi a forţelor de încărcare asupra procesului de formare al oaselor şi
articulaţiilor. În mod specific, atât forma, cât şi masa osoasă sunt dependente de
interacţiunea dintre încărcarea mecanică şi aportul sangvin. O creştere simultană a
încărcării şi a aportului sangvin determină creşterea masei osoase. În situaţii în
care aportul sangvin este adecvat, dar încărcarea este minimă, masa osoasă se
reduce (osteoporoză de neutilizare). În mod identic, scăderea aportului sangvin cu
păstrarea unei încărcări normale conduce la reducerea masei osoase.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
30
De exemplu, fibula este mai subţire decât tibia, deşi este înconjurată de o
masă voluminoasă de ţesuturi moi.12 Astfel, fibula beneficiază de un aport sangvin
bun, deşi suportă o încărcare mai redusă decât tibia. Dacă, totuşi, fibula este
transferată în locul tibiei, în cazul unui defect tibial, diametrul său va creşte
progresiv, până la cel al tibiei, deoarece încărcarea pe fragmentul transferat este
egală cu cea a osului înlocuit.
Studiile experimentale efectuate pe coloana vertebrală la câine au
confirmat principiul. Încărcarea asimetrică asupra vertebrelor în direcţie
transversală a generat apariţia unor forţe de compresiune excesive pe faţa concavă
a deformării şi a unor forţe de tracţiune pe partea concavă. În cele din urmă,
câinele a dezvoltat o cifoscolioză.43
3.2.2.6. Efectul geometriei osoase asupra proprietăţilor mecanice
Forma şi curbura oaselor determină distribuţia forţelor de-a lungul
structurii osoase.6, 28 Fracturile se produc atunci când solicitările mecanice
depăşesc punctul de ultimă rezistenţă a osului. Oasele mari au o rezistenţă mai
mare decât oasele mici,6 datorită faptului că în oasele mari energia se distribuie pe
o suprafaţă mai mare, astfel că în fiecare punct sensibil tensiunea este mai mică.28
Forma osului în secţiune transversală poate fi considerată un hibrid între un
cilindru şi un pătrat fiind chiar mai mult pătrată sau triunghiulară dar cu
unghiurile rotunjite. O structură cilindrică este foarte rezistentă la acţiunea
forţelor de torsiune,34, 35 pe când o structură pătrată pe secţiune este foarte
rezistentă la acţiunea forţelor de încovoiere.34, 35 O formă pătrată pe secţiune dar
cu unghiurile rotunjite sau o formă triunghiulară asigură o bună rezistenţă, pentru
majoritatea oaselor lungi, la acţiunea forţelor de torsiune şi de încovoiere. O altă
adaptare mecanică este forma tubulară a diafizelor oaselor lungi, structura
tubulară conferind proprietăţi mecanice superioare comparativ cu structurile pline;
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
31
asigură mai ales o bună rezistenţă la acţiunea forţelor de torsiune şi de forfecare
indiferent de direcţia aplicată.6, 28, 34, 37 Avantajul mecanic al structurii tubulare
este rezultatul unui moment de inerţie mai mare comparativ cu o structură
cilindrică plină cu aceaşi masă. Momentul inerţiei reprezintă măsurarea cantitativă
a distribuţiei masei în jurul unei structuri centrale sau a unui ax neutru.6, 28 Cu cât
masa este distribuită mai departe de axa centrală a structurii, cu atât mai mare va
fi momentul său de inerţie. Astfel de structuri cu momente mari de inerţie au o
mai bună rezistenţă la acţiunea forţelor de încovoiere şi de torsiune.6, 28, 34, 37 Din
acest motiv oasele cu diametru mare sunt mult mai rezistente şi mai rigide faţă de
oasele a căror diametru este mai mic. Mai mult momentul inerţiei explică şi de ce
în cazul oaselor lungi rezistenţa este mai mică în regiunea istmului (gâtului) faţă
de regiunea metafizei aceluiaşi os.37 În această regiune, corticala osului este
situată mai aproape de axul acestuia, comparativ cu metafiză. De aceea pentru a
se produce o rezistenţă similară la solicitări torsionale şi de încovoiere, în
regiunea istmului, corticala osoasă trebuie să fie mai groasă pentru a compensa
momentul său mai slab de inerţie.
Influenţa momentului de inerţie asupra structurii de rezistenţă a unui os
aflat în proces de vindecare este de asemenea importantă. În timpul procesului de
vindecare calusul de fractură format din ţesut osos puţin mineralizat formează un
manşon în jurul capetelor fracturate şi a fragmentelor de os. Acest manşon puţin
mineralizat are proprietăţi mecanice inferioare comparativ cu osul cortical, dar
acest defect este compensat de dimensiunea mai mare a calusului faţă de
porţiunea sănătoasă. Masa este distribuită mai departe de axul osului, astfel,
calusul nou format va avea un moment de inerţie mai mare faţă de porţiunea
intactă a osului, ceea ce compensează necesarul de rezistenţă.6, 17, 28, 34, 35
Momentul mai mare de inerţie a calusului ajută la menţinerea stabilităţii fracturii.
Pe măsură ce fractura se vindecă, calusul se mineralizează progresiv iar
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
32
proprietăţile mecanice se apropie de cele ale osului normal, în timp devenind
similare cu cele ale osului sănătos.
3.2.2.7. Efectul acţiunii for ţelor asupra structurii osoase
Forţele şi deplasările osului rezultă din modalitatea de solicitare a acestuia
şi constituie dezideratul înţelegerii şi aprecierii biomecanismelor fiziopatologice
implicate în producerea fracturii. Locaţia (amplasamentul) fracturii într-un os (ex.
diafiza, metafiza, epifiza) cât şi tipul (schema/modelul) fracturii (spiralată,
transversală, oblică, cominutivă) sunt determinate de numeroşi factori.
Asupra osului acţionează cinci forţe principale: de compresiune, tracţiune
(tensiune), forfecare (dezbinare oblică), îndoire (încovoiere), şi torsiune (răsucire)
(Fig. 9–3).31
Tipul specific de încărcare (compresiune, îndoire, forfecare - dezbinare
oblică, tracţiune, torsiune) la care este supus osul, creează tipare diferite de
fracturi (Fig. 10–3). Modul de acţiune al forţelor este mai uşor de înţeles dacă sunt
tratate individual.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
33
Tensiune Compresiune Încovoiere Forfecare
Torsiune
Fig. 9-3. Efectul aplicării forţelor - după Nordin M., Frankel V.H. – 1980.28
A B C D
Fig. 10-3. Tiparul probabil de fractură în urma acţiunii diferitelor forţe
A - tensiune, B - compresiune sau forfecare, C - torsiune, D - încovoiere.
- după Carter D.R., Spengler D.M. – 1982.6
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
34
Forţa de compresiune numită şi compresiune axială, apare atunci când
greutăţi egale (forţe) sunt direcţionate una spre alta, în lungul axei longitudinale a
osului.6, 29, 31, 34
Solicitările compresive maxime au loc pe un plan perpendicular pe cel al
aplicării forţei. Solicitările intrinseci constau din scurtarea şi lăţirea osului. Pe
lângă solicitările compresive se înregistrează şi apariţia unor forţe de rupere
direcţionate oblic faţă de axul longitudinal. Forţa de rupere duce la scurtarea şi
deplasarea laterală al osului. Stresul maxim de rupere este orientat pe un plan de
45° faţă de axa pe care acţionează forţa de compresiune.
Modelul tipic de fractură care apare ca urmare al acţiunii unei forţe de
compresiune este caracterizat de un traiect (linie de fractură) oblic scurt. Fractura
urmăreşte, de regulă, planul forţelor de rupere maximă şi nu planurile forţelor de
compresiune (Fig. 11–3). Un model de fractură transversală poate fi atribuită unor
forţe de compresiune întâlnite la corpurile vertebrale şi în zonele de creştere la
oasele lungi ale animalelor tinere. Fracturile oblice datorate sarcinilor de
compresiune sunt întâlnite în clinică în cazul oaselor cu axul central încărcat, ca
tibia şi radiusul.20
Fig. 11–3. Sensul de acţiune al forţelor generate şi direcţia de rupere a unei structuri cilindrice sub
acţiunea unei forţe de compresiune - după Schwarz P.D. – 1991.35
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
35
Forţa de tracţiune (tensionare longitudinală). Forţele de întindere care
acţionează asupra osului sunt caracterizate de aplicarea cu un ordin de mărime
egal la ambele capete ale osului a două forţe care acţionează în direcţie divergentă
şi în lungul axei longitudinale a osului (Fig. 12–3).6, 31, 34 Acest mod de solicitare
apare datorită contracţiei muşchilor, tendoanelor şi / sau ligamentelor la locurile
de inserţie.
Forţele pure de deformare elastică duc la apariţia unui solicitări maxime
de deformare, perpendiculare pe axa de încărcare. Consecutiv osul devine mai
subţire şi se alungeşte. Osul cedează de-a lungul planului de tensiune maximă.
Traiectul (linia de fractură) transversal de fractură, perpendicular pe axa
longitudinală a osului este forma care apare de obicei la oasele supuse unei forţe
pure de deformare elastică. Deoarece osul spongios este mult mai puţin rezistent,
fracturile apar în zonele unde acest tip de ţesut predomină. La animale mici
asemenea fracturi apar la nivelul apofizelor (olecran, calcaneu, tuberozitatea
tibială). Fracturile patelei şi smulgerile inserţiilor ligamentare sunt alte exemple
ale acţiunii forţei de tracţiune.20
Fig. 12-3. Sensul de acţiune al forţelor generate şi direcţia de rupere a unei structuri cilindrice sub
acţiunea unei forţe de tracţiune - după Schwarz P.D. – 1991.35
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
36
Forţa de forfecare apare atunci când două forţe acţionează paralel cu
suprafaţa osului, în direcţii opuse.6, 29, 31, 34 Acţiunea acestor forţe determină un
dreptunghi sau un pătrat să devină paralelogram, apărând forţe interne (în
interiorul osului) (Fig. 13–3).
Fig. 13-3. Sensul de acţiune al forţelor generate şi direcţia de rupere a unei structuri cilindrice sub
acţiunea unei forţe de forfecare - după Schwarz P.D. – 1991.35
Forţele de forfecare interne sunt direct proporţionale cu solicitarea aplicată
prin acţiunea forţelor externe, paralele cu suprafaţa osului. Osul este mai puţin
rezistent la acest tip de forţe şi se rupe de-a lungul planului forţelor de forfecare
maximă. Fracturile au loc, de regulă, în regiunea metafizară a oaselor lungi, zonă
cu un conţinut ridicat de ţesut osos spongios.
O fractură clasică la animalele mici este cea a condilului distal al
humerusului (Salter-Harris tip IV). Fractura apare datorită forţelor de
compresiune axiale care sunt transmise de la membrul aflat în sprijin, una în sens
proximal, de la radius şi ulna la condilul humeral şi o altă forţă de compresiune în
sens distal prin spată şi humerus până la condilul humeral ceea ce duce la o
concentrare a forţelor de forfecare (interne) la nivelul regiunii intercondiliene şi
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
37
epicondilară laterală al humerusului.31 Acest tip de fracturi este tipic animalelor
care cad sau sar de la înălţime.20 Alte fracturi sunt cele în formă de „T” sau „Y”
ale porţiunii distale a humerusului, ale platoului tibial, fracturi izolate ale
condililor femurali, ale cavităţii glenoide a spetei, ale corpurilor vertebrale şi ale
oaselor carpiene şi tarsiene.40, 41 Forţa de forfecare apare la majoritatea oaselor
lungi supuse compresiunii axiale.
Fracturile induse de acţiunea forţelor de forfecare au un traiect scurt, oblic,
în lungul planului de acţiune a forţelor de forfecare maximă.
În descrierea etiologiei fracturii este important să înţelegem
comportamentul mecanic al osului sub acţiunea acestor trei forţe. S-a arătat că
rezistenţa osului de tip cortical depinde foarte mult de modul de solicitare, fiind
mai puternică la compresie şi mai slabă la acţiunea forţelor de forfecare.20
Rezistenţa osului nu depinde numai de orientarea solicitării dar şi de rata
tensionării, compresării şi forfecării. Această observaţie ajută la înţelegerea
propagării direcţiei liniei de fractură, respectiv cauza pentru care linia de fractură
nu urmează exact linia solicitării maxime (în cazul acţiunii forţei de compresie,
linia de fractură apare orientată perpendicular pe direcţia aplicării compresiei). În
conformitate cu anizotropia mecanică fisurile se pot propaga oblic de-a lungul
liniilor de solicitare maximă generate de acţiunea forţelor de forfecare şi
amplasate pe traiecte de rezistenţă redusă a osului. Acelaşi fenomen se produce şi
în cazul acţiunii forţelor de încovoiere şi torsiune.20
Forţa de îndoire (încovoiere) apare atunci când o greutate (forţă) este
aplicată perpendicular pe axul lung al unui os sau când o forţă compresivă
acţionează excentric, determinând osul să se îndoaie - axa longitudinală a acestuia
se încurbează (Fig. 14–3).6, 29, 31, 34
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
38
Fig. 14-3. Sensul de acţiune al forţelor generate şi direcţia de rupere a unei structuri cilindrice sub
acţiunea unei forţe de încovoiere - după Schwarz P.D. – 1991.35
Forţele de deformare apar în urma acţiunii unor forţe extrinseci (supra-
fiziologice cum ar fi accidentele rutiere, traumatismele cu corpuri contondente
care acţionează perpendicular pe diafiza osului),20 sau intrinseci (actul locomoţiei
prin alternarea forţelor de tensiune şi compresiune pe corticala osoasă).15, 20
Datorită formei lor anatomice unele oase ca femurul, humerusul şi
ocazional radiusul pot suferi iniţial deformări în urma încărcării axiale – acţiunii
unor forţe compresive. Deformarea are loc când greutatea compresivă este
aplicată excentric. Deformarea osului astfel încărcat reprezintă o combinaţie a
acţiunii forţelor tensoare şi a celor de compresiune. Forţele tensoare apar la
suprafaţa convexă a osului care este denumită suprafaţa de tensiune. Aceasta este
reprezentată de suprafaţa caudală a ulnei şi suprafaţa cranio-laterală a femurului,
tibiei, humerusului şi radiusului. Suprafaţa concavă suferă solicitări compresive,
fiind numită suprafaţă de compresie. Deoarece osul este asimetric forţele tensoare
şi cele compresive nu sunt egale. Planul neutru al osului, care nu suferă nici o
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
39
solicitare axială, se află plasat în planul longitudinal imaginar situat în centrul
cavităţii medulare la jumătatea distanţei dintre suprafaţa de tensiune şi cea de
compresie. Fracturile apar pe suprafaţa de tensiune, convexă, deoarece osul
cortical este mai puţin rezistent la tensiune decât la compresiune.
Iniţierea fracturii are loc în punctul de tensiune maximă, propagându-se
transversal spre faţa de compresie, rezultând o fractură transversală. Direcţia
propagării fisurii poate să fie modificată de acţiunea forţelor de forfecare, spre
planurile maxime ale acestora, rezultând o fractură mică oblică în apropierea
suprafeţei de compresie a osului. Pot apărea şi două fracturi oblice în apropierea
feţei de compresie ceea ce duce la destabilizarea osul. Fractura este asemănătoare
cu un fluture, fiind rezultatul a două planuri de forfecare divergente.6, 29, 31, 34
Iniţierea focarului de fractură pe suprafaţa de compresie apare în cazul
oaselor foarte moi (imature sau bolnave), când osul cedează mai întâi la acţiunea
forţelor de compresiune.
Forţa de torsiune. Răsucirea are loc dacă osul e încărcat cu forţe care
acţionează pe o traiectorie spiralată în jurul axul său longitudinal (Fig. 15–3).6, 29,
31, 34 Torsiunea reprezintă o variaţie geometrică a forfecării. Când o forţă de
torsiune este aplicată unui obiect cilindric ea generează atât un efort de tensionare
cât şi de compresiune. Solicitarea maximă prin forfecare este orientată în plan
paralel şi perpendicular pe axul neutru al osului (centrul osului). Mărimea acestuia
e direct proporţionată cu distanţa faţă de axul neutru. Solicitările prin tracţiune şi
compresiune dezvoltă torsiune, prin asociere rezultând o solicitare de forfecare
care acţionează în interiorul osului. Forţele de tracţiune şi compresiune sunt
orientate perpendicular una pe cealaltă şi sunt distribuite în diagonală pe axul
neutru al ososului.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
40
Fig. 15-3. Sensul de acţiune al forţelor generate şi direcţia de rupere a unei structuri cilindrice sub
acţiunea unei forţe de torsiune - după Hulse D., Hyman B. -1993, Schwarz P.D. – 1991 şi Smith
G. – 1985.20, 35, 37
Fractura este rezultatul solicitării osului la forţe de torsiune - răsucire şi în
final este produsă din efectul combinat al forfecării, compresiunii şi tensiunii.
Producerea fracturii începe prin forfecare, direcţia crăpăturii urmărind planul
forţei maxime. Acest plan este orientat paralel cu axul neutru al osului. Fisura se
propagă mai departe, în lungul planului forţei de tensiune maxime care, de obicei,
este orientată oblic la 30º faţă de axul neutru al osului.6, 31, 37 Fracturile debutează
în direcţie longitudinală, apoi îşi schimbă direcţia pe un traiect oblic, spiralar,
dând naştere la fracturi oblice spirale, caracteristice încărcării torsionale.15 Tibia şi
humerusul sunt oasele cele mai supuse încărcării torsionale.6, 34
3.2.2.8. Efectul acţiunii combinate a forţelor
Deşi fracturile se pot produce ca urmare a acţiunii unei singure forţe de
cele mai multe ori sunt rezultatul combinării forţelor, cel mai frecvent prin
acţiunea a cel puţin trei forţe, care vor determina producerea unei fisuri cu
propagare în diferite planuri.6, 28, 37
De exemplu fracturile provocate de traumatismele rutiere sau de arme de
foc sunt rezultatul acţiunii a mai multe forţe care acţionează prin solicitări de
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
41
intensitate diferită. Datorită proprietăţilor vâscoelastice, osul va înmagazina foarte
multă energie, iar dacă se trece peste punctul de ultimă rezistenţă pentru a se
putea elimina întreaga cantitate de energie înmagazinată, de cele mai multe ori, nu
este suficientă producerea unei singure linii de fractură.6, 18, 28, 34, 35 De aceea, în
astfel de cazuri, pentru a se elimina energia înmagazinată, se produce o propagare
a fisurii în planuri diferite, rezultând fracturi cominutive.6, 28 Mai mult, în astfel de
cazuri şi leziunile ţesuturilor moi vor fi semnificative (leziuni musculare,
neurovasculare şi ale pielii).
În cazul acţiunii simple a forţelor energia înmagazinată şi eliberată la un
moment dat va fi de intensitate mică şi capabilă de a se elibera prin intermediul
unei singure linii de fractură şi traumele ţesuturilor moi fiind de intensitate mai
mică.34, 35
Observarea clinică atentă a afectării ţesuturilor moi poate furniza
informaţii importante referitoare la tipul şi gradul de încărcare a oaselor în
momentul producerii unei solicitări extrinseci.6, 28, 34, 37 În tabelul 1-3 sunt redate
tipurile de fractură preconizate a se produce în urma acţiunii combinate a forţelor.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
42
Tabelul 1-3.
Tipurile probabile de fractură care apar în urma acţiunii forţelor
(după Radasch M.R. – 199931)
Modul de
solicitare
Compresie Tensiune Forfecare Încovoiere Torsiune Acţiunea combinată
Solicitările
interne ce
se produc
Compresive
şi de
forfecare1
Extensie Forfecare Extensie
compresive şi
posibil de
forfecare
Forfecare,
extensie4
şi
compresie
Compresive,extensie,
forfecare, încovoiere
şi torsiune
Tipul
probabil
de fractură
Scurtă,
oblică2
Transversă Scurtă,
oblică
Transversă, sau
scurtă oblică cu
posibile
fragmente
flotante pe
suprafaţa de
compresiune3
Oblică,
spiralată
Fractură complexă,
cominutivă, cu
numeroase linii de
fractură
Notă:
1. Se pot produce ocazional şi forţe de extensie, dar fără efecte mecanice importante.
2. Ocazional fracturile transverse se produc la nivelul corpurilor vertebrale sau a plăcilor de
creştere la animalele tinere.
3. Efectul combinat al forţei de încovoiere şi al celei de compresiune accentuează oblicitatea liniei
de fractură, existând posibilitatea apariţiei unui fragment flotant.
4. Se produc şi forţe de compresiune, dar fără a fi la fel de importante ca şi cele de forfecare şi de
extensie.
În aprecierea structurii şi proprietăţilor materiale ale oaselor utilizând
tehnici mecanice de testare intervin foarte mulţi factori adiţionali, variaţii ale
rezistenţei oaselor, orientarea forţei asupra osului, (osul experimental este
anizotropic), rata tensionării (rata de deformare) şi condiţiile de testare, incluzând
modul de tensiune/compresie, îndoire/torsiune, os umed/os uscat. Testele
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
43
mecanice pot da rezultate diferite mai ales când sunt aplicate asupra oaselor aflate
în diferite stadii de vindecare. Faza de calusare, tipul de calus, faza de
reorganizare, toate influenţând evaluarea mecanică a vindecării osoase.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
44
3.3. ROLUL BIOMECANIC AL PERIOSTULUI ÎN PRODUCEREA
FRACTURILOR
Rolul biomecanic al periostului nu este pe deplin cunoscut. Periostul este
un ţesut de natură conjunctivă densă care înveleşte la exterior oasele, fiind foarte
aderent la epifiză şi mai puţin aderent la diafiză.30 Se cunoaşte rolul său în irigarea
cu sânge a ţesutului osos,32 precum şi potenţialul său osteogen în stadiul de
reparaţie al fracturilor,13, 22 dar este prea puţin cunoscut rolul său biomecanic.19
Recent sau realizat unele determinări ale rezistenţei mecanice a periostului
in vitro pe coaste de capră cu şi fără periost care au fost supuse acţiunii unor forţe
de încovoiere. Sau înregistrat valorile de solicitare maximă, de deformare maximă
şi energia totală absorbită.
Rezultatul determinărilor a arătat că sarcina maximă suportată a fost uşor
mai mare pentru coastele cu periost, dar fără semnificaţii statistice, pe când
deformarea maximă şi valorile energiei absorbite au fost semnificativ mai mari la
oasele cu periost. De asemenea şi gravitatea fracturii a fost diferită, la coastele
fără periost rezultând o fractură cu cel puţin două fragmente detaşabile pe când, în
cazul celor cu periost, chiar dacă au existat două fragmente, acestea erau
inseparabile.23
Huller şi Natan – 197019 au realizat experimente asemănătoare pe coaste
de câini şi pe oase lungi, dar ei nu au găsit diferenţe semnificative între loturile de
oase cu şi cele fără periost.
Rezultatele favorabile obţinute de Katsuhiko şi colab. – 199823 au fost
explicate pe de o parte prin faptul că ei au supus oasele la solicitări foarte mari,
comparativ cu experimentele lui Huller şi Natan – 197019 putând astfel înregistra
valorile mai fidel. Pe de altă parte explicaţia a fost conferită de faptul că la
acţiunea forţelor de încovoiere periostul se tensionează pe o parte şi se
compresează pe partea opusă.23 Periostul fiind bogat în colagen, este logic să
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
45
presupunem că periostul este capabil să preia o parte a solicitării, contribuind
astfel la creşterea rezistenţei osoase la acţiunea forţelor de încovoiere.23
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
46
3.4. CLASIFICAREA FRACTURILOR
Fractura reprezintă întreruperea completă sau incompletă a continuităţii
unui os sau cartilagiu - rezultatul ruperii sau sfărâmării unui os sau cartilagiu.
Majoritatea sistemelor de clasificare a fracturilor3, 9, 10, 11, 14, 24, 25, 27, 33, 36, 37,
38, 39, 44 utilizează numeroase criterii, dar, în principal se bazează pe caracteristici
care descriu severitatea leziunii osoase şi/sau a ţesuturilor moi înconjurătoare.
După integritatea cutanată şi comunicarea focarului de fractură cu
exteriorul, fracturile se clasifică în: închise – necomunicante cu exteriorul şi cu
integritatea tegumentară păstrată (Fig. 16–3) şi deschise – focarul de fractură
comunică cu exteriorul prin intermediul unei plăgi cutanate, adesea provocată
chiar de capetele osului fracturat, care pot sau nu să fie observate de la exterior
(Fig. 17–3).
Fig. 16-3. Fractură închisă de tibie
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
47
Fig. 17-3. Fractură deschisă de femur (prin împuşcare)
Dependent de porţiunea anatomică a osului afectat (localizare) se disting:
- fracturi diafizare – care interesează diafiza (corpul central al unui os
tubular) (Fig. 18–3);
- fracturi metafizare;
- fracturi epifizare (articulare) – care afectează extremităţile osului (epifiza
şi/sau fiza) (Fig. 19–3).
Fig. 18-3. Fractură diafizară de humerus
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
48
Fig. 19-3. Fractură epifizară distală de femur
În evidenţele medicale, localizarea fracturilor diafizare este notată prin
recurgerea la repere cu grad mai redus de aproximare, indicând treimea (1/3)
afectată – proximală, mijlocie sau distală. Localizarea fracturilor epifizare este
indicată cu termenii de: proximal şi distal.
Gradul de întrerupere a continuităţii osului (întinderea liniei de fractură)
permite clasificarea în:
- fracturi incomplete – la care corticala sau epifiza osului îşi meţine parţial
integritatea, linia de fractură este parţială / implicit şi gradul de separare
(Fig. 20–3);
- fracturi complete – sunt caracterizate de o linie de fractură care separă
complet corticala sau epifiza osoasă în cel puţin două fragmente distincte
(Fig. 21–3).
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
49
Fig. 21-3. Fractură completă de calcaneu
Fracturile incomplete „în lemn verde” – au fost denumite prin analogie cu
frângerea unei crenguţe tinere de lemn la care prin îndoire se rupe parţial, doar pe
partea convexă, partea concavă păstrându-şi integritatea. Elasticitatea osului la
animalele tinere imprimă un comportament asemănător la forţe moderate de
încovoiere (Fig. 22–3).
Fig. 20-3. Fractură incompletă – fisură de tibie
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
50
Fig. 22-3. Fractură incompletă „în lemn verde” de tibie
Fracturile incomplete „cu înfundare” prezintă un focar cu multiple fisuri
(linii incomplete de fractură) care se întretaie şi la care agentul traumatic a
deplasat spre interior aria osoasă afectată (Fig. 23–3). Fracturile prin înfundare se
întâlnesc la oasele capului (nazal, frontal, maxilă, parietal, occipital).
a
b
Fig. 23-3. Fractură incompletă „cu înfundare” de os nazal (a), de os frontal (b)
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
51
Fracturile complete se clasifică în funcţie de forma liniei de fractură în:
- transversale;
- oblice;
- spiralare;
- impactate.
La fracturile transversale linia de fractură este dispusă perpendicular pe
axul lung al osului (Fig. 24–3).
Fig. 24-3. Fractură completă, transversală de femur
Fracturile oblice: linia de fractură intersectează axul lung al osului
formând un unghi diferit de 90º (mai mare sau mai mic) (Fig. 25–3). Cele două
corticale osoase din cadrul liniei de fractură sunt plasate în acelaşi plan. În
practică, fracturile oblice sunt clasificate, în funcţie de lungimea liniei de fractură,
în:
- scurte – când lungimea liniei de fractură este mai mică decât dublul
diametrului corticalei osului implicat;
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
52
- lungi – când linia de fractură are o lungime mai mare decât dublul
diametrului corticalei osului fracturat.
Fig. 25-3. Fractură completă, oblică de humerus
La fracturile spiralare linia de fractură are un traiect oblic în jurul axului
lung al osului (cele două corticale osoase din cadrul liniei de fractură sunt plasate
în planuri diferite, în spirală) iar capetele osului din focarul de fractură au formă
ascuţită (Fig. 26–3).
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
53
Fig. 26-3. Fractură completă, spiralară de tibie
Fracturile impactate au o linie de fractură greu sesizabilă, fiind produse în
urma cedării structurii osoase (colapsului acesteia) sub acţiunea unor compresiuni
axiale. Se întâlnesc mai frecvent la oasele spongioase, aşa cum sunt corpurile
vertebrale (Fig. 27–3).
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
54
Fig. 27-3. Fracturi impactate de tibie
După gradul de fragmentare (numărul de fragmente osoase, numărul de
linii de fractură şi modul de interconectare a acestora) fracturile diafizare se
clasifică în:
- simple, cu două fragmente şi o linie de fractură (Fig. 24–3 - 26–3);
- cominutive, când există cel puţin trei fragmente şi minim două linii de
fractură interconectate (Fig. 28–3);
- segmentale (multisegmentale) care prezintă trei sau mai multe fragmente,
iar liniile de fractură nu sunt interconectate (Fig. 29–3).
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
55
Fig. 28-3. Fracturi cominutive de tibie
a b
Fig. 29-3. Fracturi multisegmentale de femur (a) şi humerus (b)
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
56
Fracturile extremităţilor oaselor lungi – epifizaro-metafizare pot interesa
porţiuni osoase localizate extra- sau intra-articular.
Fracturile prin avulsie sunt fracturi extra-articulare care interesează
trocanterul mare al femurului, maleola laterală a fibulei sau cea medială a tibiei şi
creasta tibială (Fig. 30–3). Detaşarea acestor fragmente osoase se realizează de la
placa de creştere sub acţiunea unor contracţii musculare excesive.
Fig. 30-3. Fractură prin avulsie a crestei tibiale
Fracturile intra-articulare pot interesa cartilajul articular şi osul
subcondral. Localizarea lor la extremitatea proximală a humerusului, femurului şi
la extremitatea proximală a tibiei sunt definite ca fracturi condiliare. După forma
şi traiectul liniei de fractură se clasifică în:
- condiliare unilaterale afectează un singur condil, putând fi laterale sau
mediale (Fig. 31–3);
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
57
- supracondiliare – când ambii condili sunt detaşaţi de diafiză (Fig. 32–3a);
- intercondiliare, linia de fractură se găseşte plasată numai între cei doi
condili;
- supracondiliare – intercondiliare – când ambii condili sunt detaşaţi atât
de diafiză cât şi unul de celălalt. Linia de fractură poate lua forma literelor:
“T”, “Y” sau “V” (Fig. 32–3b).
Fig. 31-3. Fractură humeală condiliară laterală
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
58
a b
Fig. 32-3. Fractură humerală supracondiliară – a;
fractură humerală supracondiliară-intercondiliară – b.
Fracturile epifizelor sunt fracturi intra-articulare care afectează animalele
aflate în perioada de creştere la care fiza este activă (deschisă). Sistemul de
clasificare Salter- Harris33 sistematizează fracturile epifizare în cinci categorii.
Tipul I (fizară) – linia de fractură marchează separarea epifizei de
metafiză exact la nivelul plăcii de creştere (fizei) (Fig. 33–3).
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
59
Fig. 33-3. Fractură fizară femur, extremitatea proximală - Salter-Harris tip I
Tipul II (fizaro-metafizară) – la care separarea epifizei de metafiză este
conturată de o linie de fractură care se extinde, pe o anumită porţiune în lungul
fizei iar pe o altă porţiune interesează şi metafiza (Fig. 34–3).
Fig. 34-3. Fractură fizaro-metafizară femur, extremitate distală - Salter-Harris tip II
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
60
Tipul III (fizaro-epifizar ă) – separarea epifizei de metafiză este conturată
de o linie de fractură care se extinde, pe o anumită porţiune în lungul fizei iar pe o
altă porţiune divide epifiza. Metafiza este neafectată (Fig. 35–3).
Fig. 35-3. Fractură fizaro-epifizară, femur extremitate distală - Salter-Harris tip III
Tipul IV (metafizo-epifizară) – linia de fractură se extinde prin metafiză,
traversează fiza şi divide epifiza (Fig. 36–3).
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
61
Fig. 36-3. Fractură metafizaro-epifizară, humerus extremitate distală – Salter-Harris tip IV
Tipul V (impactare metafizaro-epifizară) – forţe de compresiune axială
manifestate asupra extremităţii osoase produc aplatizarea fizei şi deplasarea
metafizei în interiorul epifizei. Linia de impactare poate interesa întreaga lungime
a fizei sau doar o porţiune (parţial) (Fig. 37–3).
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
62
Fig. 37-3. Fractură prin impactare metafizaro-epifizară a extremităţii distale a radiusului şi ulnei -
Salter-Harris tip V
O altă clasificare ţine cont de menţinerea poziţiei anatomice a capetelor
fracturate după reducerea închisă a fracturii. După criteriul stabilităţii la
repunerea în poziţie anatomică se disting:
- fracturi stabile (fig. 38–3) şi
- fracturi instabile (fig. 39–3).
Pentru selectarea modalităţii de tratament (fixare a capetelor osoase)
această clasificare prezintă o importanţă deosebită, constituind criteriul pentru
recomandarea imobilizării cu bandaje – fracturile stabile, sau pentru recurgerea la
mijloace de osteosinteză externă sau internă – fracturile instabile.
a b
Fig. 38-3. Fractură stabilă, 1/3 proximală diafiză tibie – a;
fracturi stabile de falange proximale – b.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
63
a b
Fig. 39-3. Fracturi instabile a. - 1/3 proximală diafiză tibie; b. - 1/3 mijlocie diafiză radius şi ulna.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
64
Bibliografie
1. Aeberhard H.J. –1973– Der Einfluss der Plattenuberbiegung auf die
Torsions stabililtat der Osteosynthese. Thesis. Bern, Switzerland.
2. Akeson W.H., Woo SL Y., Coutts R.D. şi colab. –1975– Quantitative
histologic evaluation of early fracture healing of cortical bones
immobilized by stainless steel and composite plates, Calcif Tissue Res 19,
29.
3. Brinker W.O., Piermattei D.L., Flo G.L. –1997– Handbook of small
animal orthopedics and fracture treatment. Ed. W.B. Saunders Comp.,
Philadelphia.
4. Brooks D.B., Burstein A.H., Frankel V.H. şi colab. –1976– The
biomechanics of torsional fractures. The stress concentration effect of a
drill hole. J Bone Joint Surg 58A, 506.
5. Burstein A.H., Currey J., Frankel V.H. şi colab. –1972– Bone strength.
The effect of screw holes. J Bone Joint Surg Am 54, 1143.
6. Carter D.R., Spengler D.M. –1982– Biomechanics of fracture. În: Sumner-
Smith G – Bone in Clinical Orthopedics. Philadelphia, WB Saunders, 305
– 334.
7. Carter D.R., Hayes W.C. –1977– The compressive behavior of bone as a
two – phase porous structure. J Bone Joint Surg Br, 59, 954.
8. Cowin S.C. –1989– The mechanical properties of cortical bone tissue. În:
Bone Mechanics. Boca Raton, CRC Press, 98 – 125.
9. Cowin S.C. –1989– Mechanics of materials. În: Bone Mechanics Boca
Raton, CRC Press.
10. Denny H.R. –1996– Orthopadische chirurgie an hund und katze. Ed.
Ferdinand Enke, Stuttgart.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
65
11. Egger E.L. –1990– External scheletal fixation. În: Current techniques in
small animal surgery (ed. Bojrab M.J.). 3rd. Ed. Lea & Febiger,
Philadelphia.
12. Evans E.H., deLahunta A. –1971– Miller’s guide to the dissection of the
dog. Ed. W.B. Saunders Comp., Philadelphia, 210-271.
13. Eyre-Brook A.L. –1984– Clinical Orthopaedics, 189, 300.
14. Fossum Theresa Welch, Hedlund S. Cheryl, Hulse A.D., Johnson L. Ann,
Howard B.S., Willard D.M., Gwendolyn L. Carroll –1999– Manual of
Small Animal Surgery. Ed. Mosby, St. Louis.
15. Frankel V.H., Nordin M. –1980– Basic Biomechanics of the Skeletal
System. Philadelphia, Lea & Febiger.
16. Fung YC. –1981– Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissue.
New York, Springer-Verlag
17. Haulică I., Brănişteanu D.D., Neamţu C. şi colab. –1989– Fiziologie
umană, Ed. Medicală, Bucureşti, 824 – 826.
18. Hayes W.C. –1980– Biomechanics of fracture treatment. În: Heppenstall
RB – Fracture treatment and healing. Phgiladelphia, WB Saunders, 124.
19. Huller T., Nathan H. –1970– Israel Journal of Medical Science, 6:5, 630-
634.
20. Hulse D., Hyman B. –1993– Fracture biology and biomechanics. În:
Textbook of Small Animal Surgery (ed. Slatter D.), ed. 2, Ed. Philadephia,
WB Saunders, 1595 – 1603
21. Igna C. –2005– Curs Ortopedie. http://www.usb-tm.ro/fmvt/moodle/mode
– accesat în 5.02.2011.
22. Kabo M.G. –200l– Orthopaedic Biomechanics. http://www.orthopaedic
biomechanics.com – accesat în.15.05.2001
23. Katsuhiko Kitaoka M.D., Benjamin Furman B.S., Subrata Saha –1998–
Periosteum. Its biomechanical role in bone fracture. North American
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
66
Congress on Biomechanics, aug. 14 – 18.
http://www.vard.org/prog/99/99prch02.htm – accesat în 18.10.2011.
24. Leighton L.R.–1993– Small animal orthopedics. Ed. Wolfe, London.
25. Lipowitz J.A. – Biomechanical Considerations of Fractures and Methods
of Fracture Repair. http://www.cvm.umn.edu/Academics/Current_student/
Notes.pdf – accesat în 18.10.2011.
26. Miller W.C.–1988– Humerus shaft fracture. În: Decision making in small
animal orthopaedic surgery (ed. Sumner-Smith G.). Ed. B.C. Decker Inc.,
Toronto.
27. Newton C.D., Nunamaker D.M. –1985– Textbook of Small Animal
Orthopaedics (Eds.) Ithaca: International Veterinary Information Service,;
B0013.0685. http://www.ivis.org/special_books /ortho/chapter-11/11 şi
Ed. J.B. Lippincott, Philadelphia.
28. Nordin M., Frankel V.H. –1980– Biomechanics of whole bones and bone
tissue. În: Basic Biomechanics of the Skeletal System. Philadelphia, Lea
& Febiger, 15 – 59.
29. Nordin M., Frankel V.H. –1981– Biomechanics of bone. În: Biomechanics
of Tissues and Structures of the Muskuloskeletal System, ed. 2,
Philadelphia, Lea & Febiger, 3 – 29.
30. Ogden J.A. şi colab. –1987– În: The Scientific Basis of Orthopaedics,
Albright and Brand (Eds), Appleton & Lange, 91-160.
31. Radasch M.R. –1999– Biomechanics of bone and fractures. În: Fracture
management and bone healing (ed. Martinez A.S.). The Vet. Clin. Of
North Am. – Small Anim. Pract., 29, 1045.
32. Rhinelander F.W. –1973– În: A.A.O.S., Instructional Course Lectures, 12:
161.
33. Salter R.B., Harris W.R. –1963– Injuries involving the epiphyseal plate. J
Bone Joint Surg Am 45:587.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
67
34. Schwarz P.D. –1991– Biomechanics of fractures and fracture fixtion.
Semin Vet Med Surg 6: 1.
35. Schwarz P.D. –1991– Fracture biomechanics of the appendicular skeleton
– Fracture etiology and assessment. În: Mechanisms of surgical Disease in
Small Animals (ed. Bojrab MJ). Ed. Lea & Febiger, Philadelphia, 1009 –
1026.
36. Slatter D. –1993– Textbook of Small Animal Surgery, second edition, vol.
2, Ed. WB Saunders, Philadelphia.
37. Smith G.K. –1985– Biomechanics pertinent to fracture etiology, reduction
and fixation. În: Textbook of Small Animal Orthopedics (ed. Newton
C.D., Nunamaker D.M.). Philadelphia, Lippincott, 195 – 230.
38. Sumner-Smith G. –1988– Fracture in the young animal involving a growth
plate. În: Decision making in small animal orthopaedic surgery (ed.
Sumner-Smith G.). Ed. B.C. Decker Inc., Toronto, 30-31.
39. Sumner-Smith G. –1988– Fracture suspected in immature animals. În:
Decision making in small animal orthopaedic surgery (ed. Sumner-Smith
G.). Ed. B.C. Decker Inc., Toronto, 28-29.
40. Torzilli P.A., Burstein A.H., Takebe K. şi colab. –1981– The material and
structural properties of maturing bone. În: Mechanical Properties of Bone
(ed. Cowen S.C.), vol. 45, New York, American Society of Mechanical
Engineers.
41. Torzilli P.A., Burstein A.H., Takebe K. şi colab. –1981– Structural
Properties of immature bone. J Biomech Eng 103: 232.
42. Woo S.L., Akeson W.H., Coutts R.D. şi colab. –1976 – A comparison of
cortical bone atrophy secondary to fixtion with plates with large
differences in bending stiffness.J Bone Joint Surg Am 58:190.
Chirurgia ortopedică a animalelor de companie
68
43. Zaharescu G. –2011– Influenţa aportului sangvin şi a forţei de încărcare
asupra procesului de formare a oaselor şi a articulaţiilor. http: //www.
referate.ro – accesat în 18.10.2011.
44. *** –2011– AO/ASIF (Arbeitsgemeinschaft fur Osteosynthesefragen –
Swiss / Association for the Study of Internal fixation – USA) Fractures
types. - www.AO/ASIF.com– accesat în 18.10.2011.
top related