肌肉骨骼组织病理生理与课件.ppt
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- 肌肉 骨骼 组织 病理 生理 课件
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1、概述概述 关节及关节周围软组织的急性和慢性损伤是关节及关节周围软组织的急性和慢性损伤是骨科诊疗活动中的常见病。而韧带、肌腱、肌肉骨科诊疗活动中的常见病。而韧带、肌腱、肌肉和骨骼损伤的评价和治疗技术也在不断发展。在和骨骼损伤的评价和治疗技术也在不断发展。在临床工作中,我们越来越感觉到研究软组织损伤临床工作中,我们越来越感觉到研究软组织损伤机制及其愈合的必要性和重要性。在这一节里,机制及其愈合的必要性和重要性。在这一节里,我们简要回顾一下肌腱、韧带、肌肉等软组织的我们简要回顾一下肌腱、韧带、肌肉等软组织的组织学结构、病理生理,以及它们的愈合或修复组织学结构、病理生理,以及它们的愈合或修复机制。机制
2、。创伤的愈合创伤的愈合 结缔组织损伤的愈合是一个复杂的过程,包括细胞结缔组织损伤的愈合是一个复杂的过程,包括细胞间的相互作用,细胞外基质、生长因子、以及炎症反应间的相互作用,细胞外基质、生长因子、以及炎症反应的调节。任何一个环节出问题都会导致疤痕形成和功能的调节。任何一个环节出问题都会导致疤痕形成和功能障碍,也就不可能恢复正常的组织结构和功能关系。障碍,也就不可能恢复正常的组织结构和功能关系。 创伤愈合过程可以分为炎症期,增生期和成熟期。创伤愈合过程可以分为炎症期,增生期和成熟期。炎症期炎症期 (inflammatory) 伤口早期局部有不伤口早期局部有不同程度的组织坏死和血管断裂出血,数小时
3、内便出现炎症同程度的组织坏死和血管断裂出血,数小时内便出现炎症反应,表现为充血、浆液渗出及白细胞游击,故局部红肿。反应,表现为充血、浆液渗出及白细胞游击,故局部红肿。白细胞以中性粒细胞为主,白细胞以中性粒细胞为主,3天后转为以巨噬细胞为主。天后转为以巨噬细胞为主。伤口中的血液和渗出液中的纤维蛋白原很快凝固形成凝块,伤口中的血液和渗出液中的纤维蛋白原很快凝固形成凝块,有的凝块表面干燥形成痂皮,凝块及痂皮起着保护伤口的有的凝块表面干燥形成痂皮,凝块及痂皮起着保护伤口的作用。作用。增生期增生期 (proliferative) 约从第约从第3天开始从天开始从伤口底部及边缘长出肉芽组织,填平伤口。毛细血
4、管大伤口底部及边缘长出肉芽组织,填平伤口。毛细血管大约以每日延长约以每日延长0.10.6mm的速度增长,其方向大都的速度增长,其方向大都垂直于创面,并呈袢状弯曲。肉芽组织中没有神经,故垂直于创面,并呈袢状弯曲。肉芽组织中没有神经,故无感觉。第无感觉。第56天起纤维母细胞产生胶原纤维,其后天起纤维母细胞产生胶原纤维,其后一周胶原纤维形成甚为活跃,以后逐渐缓慢下来。随着一周胶原纤维形成甚为活跃,以后逐渐缓慢下来。随着胶原纤维越来越多,出现瘢痕形成过程,大约在伤后一胶原纤维越来越多,出现瘢痕形成过程,大约在伤后一个月瘢痕完全形成。可能由于局部张力的作用,瘢痕中个月瘢痕完全形成。可能由于局部张力的作用
5、,瘢痕中的胶原纤维最终与皮肤表面平行。的胶原纤维最终与皮肤表面平行。 血小板来源的生长因子(血小板来源的生长因子(PDGF) 转化生长因子转化生长因子-(TGF-)成熟期(成熟期(maturation) 接下来的重塑过程接下来的重塑过程以胶原的合成和降解形式实现,其中以合成占主导地位。以胶原的合成和降解形式实现,其中以合成占主导地位。注意:注意:创伤愈合的任何一个时期(炎症期、增生期、创伤愈合的任何一个时期(炎症期、增生期、成熟期)都受到多个因素的影响,如损伤的部位、伤成熟期)都受到多个因素的影响,如损伤的部位、伤口大小、血供情况、以及局部机械因素。在损伤的处口大小、血供情况、以及局部机械因素
6、。在损伤的处理过程中,充分考虑这些因素,有助于损伤愈合。理过程中,充分考虑这些因素,有助于损伤愈合。正常肌腱横断面解剖示意图正常肌腱横断面解剖示意图 肌腱的外观结构主要由它们在体内所处的部位肌腱的外观结构主要由它们在体内所处的部位和功能决定。作直线运动的肌腱常常由一层疏松的和功能决定。作直线运动的肌腱常常由一层疏松的结缔组织所包绕。而作剧烈弯曲的肌腱,如手的屈结缔组织所包绕。而作剧烈弯曲的肌腱,如手的屈肌腱,外被有双层腱鞘,其作用相当与滑轮。鞘的肌腱,外被有双层腱鞘,其作用相当与滑轮。鞘的内外层都附有滑膜细胞,它可以产生滑液,支持肌内外层都附有滑膜细胞,它可以产生滑液,支持肌腱滑动。被有腱鞘的
7、肌腱,其无血管区域的营养供腱滑动。被有腱鞘的肌腱,其无血管区域的营养供给也主要是由滑液完成。给也主要是由滑液完成。 同时,肌腱的结构还决定于其所处的力学环境。同时,肌腱的结构还决定于其所处的力学环境。例如,需要承受很大压应力的肌腱,它们在外观上例如,需要承受很大压应力的肌腱,它们在外观上呈纤维软骨样,以适应压力负荷。呈纤维软骨样,以适应压力负荷。肌腱外观结构肌腱外观结构肌腱的生物力学特性肌腱的生物力学特性 肌腱是人体内肌腱是人体内最强大最强大的软组织结构之一。这是由胶的软组织结构之一。这是由胶原纤维本身的抗拉强度和其在拉力方向上的排列方式所原纤维本身的抗拉强度和其在拉力方向上的排列方式所决定的
8、。决定的。 和其它软组织相似,肌腱也表现出粘弹性材料的特和其它软组织相似,肌腱也表现出粘弹性材料的特征。例如,肌腱的伸长取决于施加的力量、施力速率、征。例如,肌腱的伸长取决于施加的力量、施力速率、以及锻炼情况。同样的,肌腱也可以延长。当肌肉等长以及锻炼情况。同样的,肌腱也可以延长。当肌肉等长收缩时,肌腱延长以使肌肉有更大的空间收缩,而其总收缩时,肌腱延长以使肌肉有更大的空间收缩,而其总长度保持不变。长度保持不变。影响肌腱生物学性能的因素影响肌腱生物学性能的因素 所处解剖部位所处解剖部位 功能锻炼功能锻炼 年龄年龄肌腱的急性损伤肌腱的急性损伤原因原因 直接原因:挫伤,撕裂,过度牵拉等直接原因:挫
9、伤,撕裂,过度牵拉等 间接因素:解剖部位,血供,骨骼成熟度等间接因素:解剖部位,血供,骨骼成熟度等肌腱的愈合肌腱的愈合 损伤后,受损部位血肿形成并机化,血管侵入,损伤后,受损部位血肿形成并机化,血管侵入,成纤维细胞及毛细血管侵入,成纤维细胞及毛细血管侵入,I、III型胶原基质沉积。型胶原基质沉积。 随着时间的延长,受机械应力的刺激,随着时间的延长,受机械应力的刺激,型胶原占居型胶原占居主导地位,并排列成束状,走行与张力方向平行,替主导地位,并排列成束状,走行与张力方向平行,替代原来的组织结构,但结构及组成与原来的结构及组代原来的组织结构,但结构及组成与原来的结构及组成已不相同。如果保留了正常肌
10、肉成已不相同。如果保留了正常肌肉肌腱单位的长肌腱单位的长度度张力关系,不发生纤维变性,肌腱愈合后同样可张力关系,不发生纤维变性,肌腱愈合后同样可被一疏松蜂窝组织包裹,以利其滑动。被一疏松蜂窝组织包裹,以利其滑动。 肱骨内上髁炎愈合失败的组织病理学表现肱骨内上髁炎愈合失败的组织病理学表现肌腱的修复肌腱的修复 肌腱损伤多为开放性,以切割伤为多见,常合并肌腱损伤多为开放性,以切割伤为多见,常合并神经伤或骨折等;也可发生闭合性撕裂。肌腱断裂后,神经伤或骨折等;也可发生闭合性撕裂。肌腱断裂后,相应的关节失去活动功能。对相应的关节失去活动功能。对12h以内的伤口以内的伤口,如伤,如伤口较整齐,污染不重,肌
11、腱缺损很小,只要条件允许口较整齐,污染不重,肌腱缺损很小,只要条件允许都应争取早期缝合肌腱。都应争取早期缝合肌腱。术后肌腱粘连术后肌腱粘连迄今仍是肌腱迄今仍是肌腱手术的最大难题,若在手术中遵循肌腱损伤的治疗原手术的最大难题,若在手术中遵循肌腱损伤的治疗原则,采用创伤小的操作技术,熟练掌握肌腱修复方法,则,采用创伤小的操作技术,熟练掌握肌腱修复方法,术后早期功能练习,可望减少粘连,获得较好的效果。术后早期功能练习,可望减少粘连,获得较好的效果。 肌腱的疲劳损伤肌腱的疲劳损伤 原因:过度使用原因:过度使用 处理:主动休息,作伸展运动,非甾体类抗炎药处理:主动休息,作伸展运动,非甾体类抗炎药慢性疲劳
12、损伤的病理生理慢性疲劳损伤的病理生理发生在肌腱发生在肌腱-骨骼连接处的损伤通常是由于肌腱炎,骨骼连接处的损伤通常是由于肌腱炎,患者会感觉肌腱和腱患者会感觉肌腱和腱-骨连接处疼痛。肌腱炎很少发骨连接处疼痛。肌腱炎很少发生于肌生于肌-腱连接处,但此处肌肉劳损的发生率很高。腱连接处,但此处肌肉劳损的发生率很高。运动损伤的激素治疗运动损伤的激素治疗糖皮质激素注射治疗在炎症早期的治疗矛盾糖皮质激素注射治疗在炎症早期的治疗矛盾减少白细胞渗出,降低其趋化活性减少白细胞渗出,降低其趋化活性延缓了创伤修复机制的启动延缓了创伤修复机制的启动未来的研究方向未来的研究方向肌腱愈合过程中的细胞反应肌腱愈合过程中的细胞反
13、应生长因子和细胞因子在愈合反应的发起和维持过生长因子和细胞因子在愈合反应的发起和维持过 程中的作用程中的作用肌腱的慢性、疲劳性损伤的评估(原因,机制)肌腱的慢性、疲劳性损伤的评估(原因,机制)韧带的解剖结构韧带的解剖结构 韧带是联接骨或软骨的一种特殊致密结缔组织,其韧带是联接骨或软骨的一种特殊致密结缔组织,其功能是支持关节。韧带中主要的细胞类型是成纤维细胞。功能是支持关节。韧带中主要的细胞类型是成纤维细胞。成纤维细胞的超微结构包括完善的粗面内质网和高尔基成纤维细胞的超微结构包括完善的粗面内质网和高尔基复合体,它们可以合成大量的蛋白质。韧带主要包含由复合体,它们可以合成大量的蛋白质。韧带主要包含
14、由成纤维细胞产生的非细胞成分。成纤维细胞外周的非细成纤维细胞产生的非细胞成分。成纤维细胞外周的非细胞基质包括纤维和非晶体基质,韧带中的纤维主要是胞基质包括纤维和非晶体基质,韧带中的纤维主要是I型胶原型胶原(90%) 以及少量以及少量 的的III型胶原,也有网状纤维型胶原,也有网状纤维和弹性纤维。在特定的韧带中,胶原纤维一般沿张力方和弹性纤维。在特定的韧带中,胶原纤维一般沿张力方向分布,因此与韧带的强度有关。向分布,因此与韧带的强度有关。 膝关节的韧带膝关节的韧带膝关节的韧带与肌腱膝关节的韧带与肌腱 (后面观后面观)韧带的生物力学特性韧带的生物力学特性 研究表明,韧带的受力研究表明,韧带的受力-
15、应变曲线与胶原组织相似。应变曲线与胶原组织相似。 韧带具有可复性的弹性区域和不可复性的韧带具有可复性的弹性区域和不可复性的“临界点临界点” 。1500牛顿牛顿(N)的负荷可使人前十字交叉韧带损伤,这时的负荷可使人前十字交叉韧带损伤,这时韧带已被韧带已被 拉长了静息拉长了静息 长度的近长度的近60%。 韧带损伤与施加外力的频率有关,负荷较大,极度拉韧带损伤与施加外力的频率有关,负荷较大,极度拉长时,韧带易发生损伤,而且快速率变形长时,韧带易发生损伤,而且快速率变形(deformation)较慢速率消耗更多能量。在慢速率变形中,附着端是最薄较慢速率消耗更多能量。在慢速率变形中,附着端是最薄弱的一点
16、,易于发生撕脱性骨折。对于较快速率而言,越弱的一点,易于发生撕脱性骨折。对于较快速率而言,越是接近生理状况,撕脱性骨折和韧带内撕裂伤的发生率越是接近生理状况,撕脱性骨折和韧带内撕裂伤的发生率越接近。快速率负荷引起的撕脱性骨折,通常产生较大的骨接近。快速率负荷引起的撕脱性骨折,通常产生较大的骨碎片,这也与临床观察相一致。碎片,这也与临床观察相一致。 Kennedy等测量马膝关节有关的不同韧带的强等测量马膝关节有关的不同韧带的强度,度, 发现前十字交叉韧带和胫侧发现前十字交叉韧带和胫侧 副韧带在快、慢速副韧带在快、慢速率运动中具有大致同等的张力强度,而后十字交叉韧率运动中具有大致同等的张力强度,而
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