МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум врачей  
Травматология:
Травматология
Общая травматология
Оперативные доступы
Военная травматология
Травма головы
Черепно-мозговая травма
Травма шеи
Травма плеча и ключицы
Артроскопия плечевого сустава
Травма предплечья
Травма кисти
Травма грудной клетки - груди
Травма позвоночника
Травма живота
Травма таза
Травма бедра
Травма голени
Травма стопы
Сочетанная травма
Болезни рук и реабилитация при них
Болезни танцоров и их реабилитация
Рекомендуем:
Книги по травматологии
Книги по хирургии
Анатомия человека
Топографическая анатомия
Неотложная хирургия
Форум
 

Перспективы развития артроскопии плечевого сустава

а) Что дальше? Мне кажется ясным, что следующие стадии улучшения технологии артроскопии плечевого сустава уже начались. Доступны биологические технологии, такие как насыщенная тромбоцитами плазма, методика обработки костного ложа (микрофрактурирование), изменение дизайна имплантов (канюлированные анкеры с боковыми отверстиями) для обеспечения прямого доступа клеток костного мозга в область контакта кости и сухожилия.

Имеются и другие методы развития стандартной технологии, состоящие в применении самоукрепляющихся систем при фиксации сухожилий. Концепция саморегулирующихся систем была долгое время известна в автомобильной промышленности, где встречаются компоненты двигателя с автокомпенсацией и самоцентрирующимися механическими системами. Однако биомеханические саморегулирующиеся механизмы только недавно были выявлены и стали применяться.

В частности, техника SutureBridge, использующаяся при фиксации вращательной манжеты, по которой два ряда анкерных фиксаторов связываются перекрещивающимися лигатурами, обладает самоукрепляющимися свойствами.

Техника SutureBridge
А. Без нагрузки конструкция SutureBridge имеет форму прямоугольника с фиксацией вокруг части сухожилия вращательной манжеты (Н1 — толщина вращательной манжеты до нагрузки, L1 — длина сухожилия под швом).
Б. Под нагрузкой прямоугольник принимает форму параллелограмма с уменьшенной высотой и увеличенной прижимной силой (N), действующей перпендикулярно к сухожилифю.
Т — сила натяжения, L2 — длина сухожилия под швом, а — длина шва между краем сухожилия и латеральным анкером, Н2 — толщина прижатой вращательной манжеты под нагрузкой.

Термин «самоукрепляющийся» означает, что чем сильнее пытаться вывести систему из строя, тем крепче она становится. Примером самоукрепляющейся системы, с которой знакомы многие хирурги, является китайская ловушка для пальцев. В случае с китайской ловушкой для пальцев, чем сильнее попытки стянуть ее с пальца, тем крепче она его захватывает. В сущности, она использует потенциально применяемую против нее силу для того, чтобы стать сильнее самой. Это очень полезное свойство, особенно для восстановления биологических конструкций, например, при сшивании вращательной манжеты.

Впервые мы заметили самоукрепляющиеся свойства при восстановлении вращательной манжеты двухрядным швом «Suture Bridge» около пяти лет назад во время испытания данной техники фиксации на трупах в биомеханической лаборатории. Мы заметили, что разрушающая нагрузка приближается к предельной в отличие от несвязанной двухрядной методики. Это происходит потому, что принцип фиксации Suture Bridge очень похож на принцип устройства китайской ловушки для пальцев.

При отсутствии нагрузки связывающая лигатура образует прямоугольник вокруг сегмента сухожилия вращательной манжеты. При нагрузке этот прямоугольник принимает форму параллелограмма с уменьшенной высотой конструкции и увеличением прижимной силы, действующей перпендикулярно сухожилию. Прижимная сила преобразовывается в увеличенное трение в месте крепления сухожилия к кости, что выражается формулой f=μN (f-сила трения, μ — коэффициент трения, N — нормальная (прижимная) сила). С увеличением прижимной силы увеличивается сила трения.

Кроме того, поскольку высота параллелограмма продолжает уменьшаться с увеличением нагрузки, сухожилие все крепче фиксируется под швами. Мы считаем, что улучшенные клинические результаты, наблюдаемые при выполнении техники Suture Bridge, по меньшей мере частично объясняются улучшенной фиксацией, обеспеченной данным самозатягивающимся механизмом.

Самоукрепление и биологическое усиление фиксации являются улучшениями, которые накладываются на базовую технологию прочной механической фиксации. Я уверен, что будут открыты и другие самоукрепляющиеся и саморегулирующиеся методики, которые смогут улучшить фиксацию, и тем самым улучшить условия приживления сухожилий.

Биологические методы находятся на самом раннем этапе своего развития. Несмотря на то, что уже доступен целый ряд препаратов плазмы, обогащенной тромбоцитами, необходимо еще узнать, как наилучшим образом применять эти технологии. В настоящее время значительный объем работ в этой области выполняется для изучения возможности удерживать ростковые факторы в области реконструкции. Возможно, препараты с постепенным выделением ростковых факторов обеспечат их поступление в правильной последовательности и в необходимое время для улучшения условий приживления сухожилий.

Последующим исследованиям предстоит ответить на вопрос, необходимы ли пациентам повторные послеоперационные инъекции для введения факторов роста в нужное время для оптимизации лечения.

С развитием применения биологических методов улучшения приживления сухожилий, они будут зависеть от двух диаметрально противоположных условий. Этими условиями являются: порядок и хаос. Порядок применим к направлениям, которые кажутся наиболее успешными, поскольку в основе прогресса лежит его собственный растущий порядок. Тем не менее, эволюция понятий не происходит в закрытой системе, и она должна вырастать из хаоса большей системы, где она не находит себе места и обладает большим количеством вариантов развития. Хаос необходим для создания альтернатив, к которым затем следует применять порядок и, по существу, создать порядок из хаоса.

Техника SutureBridge
Поскольку высота параллелограмма продолжает уменьшаться под нагрузкой,
увеличивается сила трения сухожилия о кость, сухожилие все крепче фиксируется под швами,
f-сила трения, μ — коэффициент трения, N — нормальная сила, перпендикулярная к сухожилию.

б) Что если? Теперь самое интересное. А что, если сделать обзор совершенно разных технологий, развиваемых сегодня, и представить себе, как они могут объединиться и повлиять на хирургию плечевого сустава в будущем? Последующие гипотезы можно с легкостью опустить как бесцельный полет мысли воспаленного воображения. И это может быть близким к истине. Но мечтать интересно и давайте рискнем.

в) Технологии стволовых клеток. Несмотря на всю «политическую» риторику исследование стволовых клеток значительно продвинулось от исследования эмбриональных стволовых клеток к процессу, называемому «трансдифференсация». При этом процессе клетки взрослого, обычно кожи, преобразуются в новый вид стволовых клеток, называемых индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (iPS). Данные клетки, по сути, похожи на эмбриональные стволовые клетки и могут быть запрограммированы на трансформацию в другие клетки, например клетки сердца, островковые клетки поджелудочной железы или суставного хряща.

Ученые из университетов Rice University и University of California at Davis использовали iPS клетки мыши для выращивания в лаборатории дистального отдела бедренной кости (Athanasiou КА, устное общение, июнь 2010). Представьте себе этот процесс применительно к человеку, когда клетки кожи пациента используются для выращивания в лаборатории собственного плеча, которое можно хирургически имплантировать в качестве биологического аутологичного эндопротеза. Точно так же можно было бы артроскопически лечить локальные дефекты хряща путем имплантации выращенного в лаборатории аутотрансплантата.

г) Синтетическая биология. На сегодняшний день манипуляции с геномом стали настолько распространенными, что этим занимаются даже старшекурсники. Craig Venter, раскодировавший геном человека в рамках инвестиций и времени, отведенных правительством, раздвигает границы синтетической биологии. Venter и его коллеги из института J. Craig Venter Institute в Калифорнии создали из коротких фрагментов ДНК бактериальный геном и даже преобразовали один вид микроба в другой. Вентер рассчитывает создать первую искусственную форму жизни в течение следующего года, которая станет, по существу, «дизайнерской бактерией».

Его следующим шагом является создание «дизайнерской водоросли», которая сможет выделять высокомолекулярные углеводороды, в дальнейшем легко преобразуемые в транспортное топливо. ExxonMobil возлагает такие большие надежды на эту идею, что уже вложил в проект Craig Venter 300 миллионов долларов.

Другие исследователи создали синтетические органеллы и даже абсолютно новую структуру клетки, известную как «синтосома», для получения ферментов в синтетической биологии. Наступит день, когда синтосомы, вырабатывающие ферменты и белки, полезные для восстановительных процессов в сухожилиях, смогут быть использованы для улучшения приживления вращательной манжеты или для того, чтобы обратить вспять дегенеративные изменения сухожилий.

д) Интерферентная РНК. Стратегии синтетической биологии и стволовых клеток можно характеризовать как направления «регенеративной медицины», которые способны восстанавливать поврежденные или стареющие ткани, но не воздействуют на причину заболевания. Именно здесь может быть применена интерферентная РНК (иРНК).

Интерферентная РНК способна «выключить» специфические гены, блокируя их матричную РНК, таким образом, не позволяя им вырабатывать белки. Интерферентная РНК обеспечивает возможность контроля любых генов в нашем организме, а также вырабатываемые ими белки. Это очень могущественная возможность, позволяющая эффективно блокировать синтез белка и эффективно подавлять экспрессию соответствующих генов. Интерферентная РНК может быть использована для подавления гена, отвечающего за развитие капиллярной сети раковой опухоли. Она могла бы отключить выработку белка, ответственного за болезнь Альцгеймера.

В области плечевого сустава интерферентная РНК может быть использована для отключения генов, ответственных за дегенерацию суставного хряща или вращательной манжеты. Эту стратегию можно усилить введением iPS в поврежденную ткань для начала регенерации молодыми клетками, содержащими собственную ДНК пациента.

В первый раз за свою историю наука пытается не просто лечить симптомы, но на самом деле остановить функционирование генов, вызывающих болезнь. Это настоящая революция. Актуальная на данный момент задача состоит в транспортировке препаратов интерферентной РНК в клетки. Эти молекулы большие и хрупкие, поэтому им нелегко проникнуть через клеточную мембрану. В настоящее время разрабатывается целый ряд механизмов доставки и их успешное развитие обеспечит будущее применение интерферентной РНК.

е) Слияние нано- и биотехнологий.

Роль бесконечно малого бесконечно велика.
Луи Пастер

Один нанометр составляет одну миллиардную часть метра. Считается, что нанотехнологии ограничиваются объектами размерами до 100 нанометров, это соответствует размеру атомов и молекул.

До недавнего времени большая часть ресурсов нанотехнологии направлялась на создание молекулярных машин. По сообщению Т. Ross Kelly, профессора химии Boston College, ему удалось создать нанодвигатель из 78 молекул на химическом топливе. Другой молекулярный двигатель на солнечной энергии создал Ben Feringa из 58 молекул в University of Groningen в Нидерландах. Для создания наноразмерных конвейерных лент применяются карбоновые нанотрубки.

ДНК также оказался пригодным для создания молекулярных структур. Крошечный двуногий робот, «сконструированный» из ДНК, был разработан в университете Нью-Йорка. Длина его ног составляет всего 10 нм. «Гулять» этот работ может по дорожке из ДНК. ДНК была выбрана в качестве строительного материала из-за своей способности контролируемо прикреплять и откреплять свои фрагменты.

Наноразмерные матрицы были использованы для выращивания биологических тканей, таких как кожа. В будущем эти крошечные матрицы могли бы быть использованы для выращивания любых тканей с целью лечения любых внутренних повреждений.

Еще одним поразительным применением нанотехнологии является использование наночастиц для доставки лекарственных средств к определенным частям тела. Наночастицы способны проводить лекарство через клеточные мембраны и гемоэнцефалический барьер. Ученые в университете McGill University в Монреале продемонстрировали «нанотаблетку» с размером частиц 25-45 нм. Таблетка достаточно мала, чтобы пройти через клеточные мембраны и доставить лекарство прямо к целевым структурам внутри клетки.

Ray Kurzweil в своей книге «Singularity is Near» предвидит создание наноразмерных роботов или нанороботов, которые смогут путешествовать по кровотоку, проникать к клеткам и внутрь их, выполняя различные функции, например выведение токсинов, исправление сбоев ДНК, лечение и восстановление клеточных мембран, изменение уровня гормонов и нейротрансмиттеров, а также бесконечное множество других задач.

Кривая развития технологий
Прорывные технологии развиваются на собственном рынке до тех пор,
пока не достигнут уровня, соответствующего требованиям другого рынка.
Тогда они приходят на новый рынок и стремительно вытесняют привычные технологии.

ж) Усовершенствование технологий в артроскопии. Давайте на минуту вернемся снова на землю и отставим пока в сторону нанотехнологии и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, обратив внимание на то, на что способна артроскопическая хирургия сегодня. Одним из новых рубежей является артроскопическая артропластика. В Вене (Австрия) доктор Werner Anderl выполняет артроскопическое восстановление суставной поверхности головки плечевой кости, а также разрабатывает технику для артроскопической обработки гленоида из доступа через головку плечевой кости (Anderl W., устная беседа, апрель 2010).

Компоненты вводятся через ротаторный промежуток и фиксируются винтами при помощи ретроградной отвертки, которая вводится через головку плечевой кости. Технология, задействованная при этой процедуре, просто захватывает дух, и я уверен, что в итоге приведет к новой эре в артропластической хирургии.

з) На «линии огня».

Будущее уже не то, что раньше.
Йоги Берра

Я надеюсь, что эта лекция встревожила Вас. Я также надеюсь, что она подняла Вам настроение. И в самую последнюю очередь, я надеюсь, что она доставила Вам дискомфорт. Мир хирургии плечевого сустава изменяется независимо от того, меняемся мы или нет. При этом двумя основными элементами для эволюции представлений являются хаос и порядок. Без хаоса у нас не было бы выбора, без выбора у нас не было бы порядка, а без порядка у нас не было бы прогресса.

Новая технология не может быть миролюбивой. Она не станет спрашивать: «Вы уже готовы к моему появлению?» Но знаете, что? Я готов. Давайте зажжем эту свечу!

- Читайте далее "Укладка пациента и организация операционной при артроскопии плечевого сустава"

Медунивер - поиск Чат в Telegram Мы в YouTube Мы в Вконтакте Мы в Instagram Форум консультаций наших врачей Контакты и реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Ваши вопросы и отзывы: