Источники кровоснабжения длинной трубчатой кости схема. Общая характеристика кровоснабжения отдельных органов

В одних случаях, в основном при эпиметафизарных переломах, в зонах повреждения может произойти полное восстановление микроциркуляции, обеспечивающее сохранение клеточного состава кости и костного мозга, то есть происходит полная первичная компенсация нарушенного кровоснабжения.

В этих случаях создаются наиболее благоприятные условия для возникновения и быстрого распространения эндостальной репаративной реакции вдоль раневой поверхности костных отломков. При этом возникают оптимальные условия для репаративного костеобразования, обеспечивающего при создании стабильной фиксации возможность формирования первичного костного сращения в предельно короткие сроки.

В других случаях перераспределение тока крови обеспечивает лишь неполное и замедленное восстановление ослабленного тока крови в зоне выключенного кровоснабжения, то есть происходит неполная первичная компенсация нарушенного кровоснабжения. При этом в одном или обоих костных отломках в результате циркуляторной гипоксии происходит ишемическое повреждение клеточных элементов и изменяется клеточный состав костного мозга.

Сохраняются клетки с наиболее низким уровнем энергетического обмена. Обычно неполная первичная компенсация наблюдается в диафизарных отделах кости в случаях полного разрушения сосудистого русла костного мозга в зоне перелома (остеотомии).

Нормальное кровоснабжение кости (а) и варианты его нарушений при переломе диафиза: полная первичная компенсация (б), неполная первичная компенсация (в), декомпенсация (г).

Наиболее распространенные циркуляторные нарушения отмечаются у взрослых, особенно при повреждении основного ствола главной питающей артерии. В таких случаях в костных отломках ухудшаются условия для развития репаративной реакции и происходит замедление ее распространения к концам костных отломков.

Это объясняется тем, что в зоне ослабленного кровоснабжения из-за циркуляторной гипоксии на несколько дней задерживаются сроки начала в костном мозге пролиферативной реакции и благодаря преобладанию фибробластической дифференцировки клеточных элементов скелетогенной ткани усиливается продукция волокнистой соединительной ткани, но значительно ухудшаются условия репаративного костеобразования.

При этом периостальная реакция начинается позже, но становится более распространенной и более продолжительной. Поэтому при неполной компенсации нарушенного кровоснабжения эндостально-периостальное костное сращение между конца ми костных отломков даже в условиях стабильной фиксации формируется на 1 - 2 нед. позже, чем при полной компенсации.

«Чрескостный остеосинтез в травматологии»,
В.И.Стецула, А. А. Девятов

14831 0

Общая характеристика

Всего могут быть выделены три источника питания трубчатой кости:
1) питающие диафизарные артерии;
2) питающие эпиметафизарные сосуды;
3) мышечно-надкостничные сосуды.
Питающие диафизарные артерии являются конечными ветвями крупных артериальных стволов.

Как правило, они входят в кость на ее поверхности, обращенной к сосудистому пучку в средней трети диафиза и несколько проксимальнее (табл. 2.4.1) и образуют в кортикальной части канал, идущий в проксимальном или дистальном направлении.

Таблица 2.4.1. Характеристика диафизарчых питающих артерий длинных трубчатых костей

Рис. 2.4.1. Схема кровоснабжения трубчатой кости на ее продольном сечении.

В зоне метафиза внутрикостная диафизар-ная сосудистая сеть соединяется с сетью, образованной эпи- и метафизарными более мелкими питающими артериями (рис.2.4.2).

Рис. 2.4.2. Схема взаимосвязей мышечно-нериостальных и эндостальных источников питания кортикальной кости.

Микроангиографические исследования показали, что периостальная сосудистая сеть обеспечивает питание преимущественно наружной части кортикального слоя кости, в то время как питающая артерия снабжает костный мозг и внутреннюю часть кортикальной пластинки. Однако клиническая практика свидетельствует о том, что и внутрикостное, и периостальное сосудистые сплетения способны самостоятельно обеспечить жизнеспособность компактной кости на всю ее толщину.

Венозный отток от трубчатых костей обеспечивается через систему сопутствующих артериям вен, которые в длинной трубчатой кости образуют центральный венозный синус. Кровь из последнего удаляется через вены, сопутствующие артериальным сосудам, участвующим в образовании пери- и эндостальной сосудистой сети.

Типы кровоснабжения фрагментов костей с позиций пластической хирургии

В нормальных условиях любой достаточно крупный костный фрагмент имеет, как правило, смешанный тип питания, который существенно изменяется при формировании сложных лоскутов, включающих кость. При этом определенные источники питания становятся доминирующими или даже единственными.

В связи с тем, что костная ткань имеет сравнительно низкий уровень метаболизма, ее жизнеспособность может быть сохранена даже при значительном сокращении числа источников питания. С позиций пластической хирургии, целесообразно выделить 6 основных типов кровоснабжения костных лоскутов. Один из них предполагает наличие внутреннего источника питания (диафизарные питающие артерии), три — наружные источники (ветви мышечных, межмышечных и магистральных сосудов) и два — сочетание Внутренних и наружных сосудов (рис. 2.4.3).

Рис. 2.4.3. Схематическое изображение типов кровоснабжения участков кортикальной кости (объяснение в тексте) .

Тип 2 (рис. 2.4.3, б) отличается наружным питанием участка кости за счет сегментарных ветвей расположенной рядом магистральной артерии.

Выделенный вместе с сосудистым пучком костный фрагмент может иметь значительную величину и быть пересажен в виде островкового или свободного комплекса тканей. В условиях клиники костные фрагменты с этим типом питания могут быть взяты в средней и нижней третях костей предплечья на лучевом или локтевом сосудистых пучках, а также на протяжении некоторых участков диафиза малоберцовой кости.

Тип 3 (рис. 2.4.3, в) характерен для участков, к которым прикрепляются мышцы. Конечные ветви мышечных артерий могут обеспечить наружное питание костного фрагмента, выделенного на мышечном лоскуте. Несмотря на весьма ограниченные возможности его перемещения, этот вариант костной пластики применяют при ложных суставах шейки бедренной кости, ладьевидной кости.

Тип 4 (рис. 2.4.3, г) имеется в участках любой трубчатой кости, расположенных вне зоны прикрепления мышц, на протяжении которых периостальная сосудистая сеть формируется за счет наружных источников — конечных ветвей многочисленных мелких межмышечных и мышечных сосудов. Такие костные фрагменты не могут быть выделены на одном сосудистом пучке и сохраняют свое питание, лишь сохранив свою связь с лоскутом надкостницы и окружающими тканями. В клинике они используются редко.

Тип 5 (рис. 2.4.3, д) встречается при выделении комплексов тканей в эпиметафизарной части трубчатой кости. Для него характерно смешанное питание за счет наличия относительно крупных ветвей магистральных артерий, которые, подходя к кости, отдают мелкие внутрикостные питающие сосуды и периостальные ветви. Типичным примером практического использования этого варианта кровоснабжения костного фрагмента может служить пересадка проксимального отдела малоберцовой кости на верхней нисходящей коленной артерии либо на ветвях переднего большеберцового сосудистого пучка.

Тип 6 (рис. 2.4.3, е) также смешанный. Его характеризует сочетание внутреннего источника питания диафизарной части кости (за счет питающей артерии) и наружных источников — ветвей магистральной артерии и(или) мышечных ветвей. В отличие от костных лоскутов с питанием по типу 5 здесь могут быть взяты крупные участки диафизарной кости на сосудистой ножке значительной длины, которая может быть использована для реконструкции сосудистого русла поврежденной конечности. Пример этому — пересадка малоберцовой кости на малоберцовом сосудистом пучке, пересадка участков лучевой кости на лучевом сосудистом пучке.

Таким образом, на протяжении каждой длинной трубчатой кости в зависимости от расположения сосудистых пучков, мест прикрепления мышц, сухожилий, а также в соответствии с особенностями индивидуальной анатомии имеется свое неповторимое сочетание перечисленных выше источников питания (типов кровоснабжения). Поэтому, с позиций нормальной анатомии, их классификация выглядит искусственной. Однако при выделении лоскутов, включающих кость, число источников питания, как правило, уменьшается. Один-два из них остаются доминирующими, а иногда — единственными.

Хирурги, выделяя и пересаживая комплексы тканей, уже заранее с учетом многих факторов должны спланировать и сохранение источников кровоснабжения включаемой в лоскут кости (наружные, внутренние, их сочетание). В чем большей степени будет сохраняться кровообращение в пересаженном костном фрагменте, тем более высокий уровень репаративиых процессов будет обеспечен в послеоперационном периоде.

Представленная классификация, вероятно, может быть расширена за счет других возможных сочетаний уже описанных типов кровоснабжения участков костей. Однако главное заключается в другом. При данном подходе формирование костного лоскута на сосудистом пучке в виде островкового или свободного возможно для типов питания костных фрагментов 1, 2, 5, и 6 и исключено при типах 3 и 4.

В первом случае хирург имеет относительно большую свободу действий, что позволяет ему осуществлять пересадку костных комплексов тканей в любую область человеческого тела с восстановлением их кровообращения путем наложения микрососудистых анастомозов. Следует также отметить, что типы питания 1 и б могли бы быть объединены, тем более, что тип 1 как самостоятельный в клинической практике пока не использовался. Однако большие возможности диафизарных питающих артерий, несомненно, будут использованы хирургами в будущем.

Значительно меньше возможностей для перемещения кровоснабжаемых участков костей имеется при типах кровоснабжения 3 и 4. Эти фрагменты могут перемещаться лишь на относительно малое расстояние на широкой тканевой ножке.

Таким образом, предлагаемая классификация типов кровоснабжения костных комплексов тканей имеет прикладное значение и предназначена прежде-всего для того, чтобы вооружить пластических хирургов пониманием принципиальных особенностей конкретной пластической операции.

Кости имеют два слоя: наружный слой — твердый, плотно-пластинчатый; внутренний имеет губчатое строение. Во внутреннем слое имеются узкие канальцы, в которых располагаются кровенос-ные сосуды и нервы. Поверхность костей покрыта плотной оболоч-кой — надкостницей (периостом). Она состоит из соединительной ткани и содержит большое количество мелких кровеносных и лим-фатических сосудов и нервных волокон. Надкостница играет боль-шую роль в снабжении кости питательными веществами , в ее росте, восстановлении костной ткани при ее переломах, трещинах и других поврежде-ниях (Рис. 15).

По строению кости бывают трубчатые, губчатые, плоские и ре-шетчатые.

Трубчатые кости

Имеется два вида трубчатых костей: длинные трубчатые (ко-сти плеча, предплечья, бедра, голени) и короткие трубчатые (ко-сти кисти, стопы и пальцев рук и ног).

Губчатые кости

Губчатые кости также бывают двух видов: длинные (ребра, груди-на, ключицы) и короткие (позвон-ки, кости кисти и стопы).

Плоские кости

Плоские кости — это теменные, затылочные кости, кости лица, обе лопатки и кости таза.

Решетчатые кости

Решетчатые кости — верхнече-люстные, лобные кости, клиновид-ная кость на основании черепа и ре-шетчатая кость.

Одну треть химического состава кос-тей составляют органические вещества — оссеины (коллагеновые волокна), осталь-ная часть представлена неорганическими веществами. В составе неорганических веществ костей встречается большинст-во элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Наиболее преобладаю-щими являются фосфорные соли, кото-рые составляют 60%, соли углекислого кальция содержатся в количестве 5,9%.

Рост костей

Рост новорожденного ре-бенка в среднем составляет 50 см. До го-довалого возраста он ежемесячно прибав-ляет в росте по 2 см. Длина его тела к кон-цу первого года жизни достигает 74-75 см. Затем рост несколько замедляется и увеличивается на 5-7 см в год. В отдельные периоды детства рост тела ускоряется. Например, так происходит в периоды до 3, до 5-7, до 12-16-летнего возраста. Рост тела продолжается до 20-25 лет.

Рост человека главным образом связан с ростом длинных труб-чатых костей и костей позвоночного столба.

Рост костей — сложный процесс. Благодаря отложению мине-ральных веществ на наружной хрящевой поверхности костей про-исходит их уплотнение — окостенение, а во внутренней стороне — разрушение.

Все 206 костей человека связаны друг с другом посредством соединений двоякого рода: неподвижных (непрерывных) и подвижных (прерывных).

Неподвижные соединения костей

Примером непрерывных соединений костей служат сочленения костей черепа, позвоночника и таза. Они соединены друг с другом при помощи связок, хрящей, костных швов. Череп состоит из таких от-дельных костей, как лобная, теменная, височная, затылочная и других, по мере роста ребенка швы между ними зараста-ют и образуется череп как единое целое.

Эти кости являются неподвижными в силу их непрерывных соединений.

Подвижные соединения костей

К прерывным, или подвижным, со-единениям относятся суставы верхних и нижних конечностей: плечевой, локтевой, запястный, тазобедренный, коленный, голеностопный суставы и су-ставы кисти и стопы. Конец одной из двух сочленяющихся с помо-щью сустава костей бывает выпуклым, гладким, а конец второй кости — слегка вогнутым. Сустав состоит из трех частей: суставной сумки, суставных поверхностей костей и полости сустава (рис. 14).

Кости имеют особенности, за-висящие от возраста человека. Материал с сайта

У новорожденного ребенка череп состоит из нескольких кос-тей, не соединенных между собой. Поэтому на крыше черепа, меж-ду незаращенными, отдельными костями имеются мягкие проме-жутки, называемые родничками (рис. 16). В возрасте 3-4, 6-8 и 11-15 лет происходит особенно быстрый рост черепа, который продолжается до 20-25-летнего возраста.

Окостенение позвонков завершается в 17-25 лет. Окостене-ние лопатки, ключиц, костей плеча, предплечья продолжается до 20-25-летнего возраста, запястья и пястья — до 15-16, а пальцев — до 16-20 лет.

Недостаток витаминов , в особенности витамина D, или недо-статочное использование солнечных лучей приводит к нарушению обмена солей кальция и фосфора, вследствие чего замедляется процесс окостенения. В результате этого развивается заболевание, на-зываемое рахитом. При рахите кости размягчаются, становятся по-датливыми, поэтому может наблюдаться искривление ног, позво-ночника, грудной клетки, тазовых костей. Такие нарушения отри-цательно действуют на нормальное формирование

Типы кровоснабжения отдельных органов очень разнообразны, как разнообразны их история развития, строение и функции. Несмотря на свои различия, отдельные органы всё же обнаруживают то или иное сходство в своей структуре и отправлениях, а это, в свою очередь, отражается на характере их кровоснабжения. В качестве примера можно указать на общие черты в строении полостных трубчатых органов и сходство в их кровоснабжении или на сходство в развитии и строении коротких костей и эпифизов длинных трубчатых костей и сходство в их кровоснабжении. С другой стороны, различия в структуре и функции сходных по своему общему строению органов обусловливают различия и в деталях их кровоснабжения, например, не одинаковы детали внутриорганного распределения кровеносных сосудов в тех же трубчатых полостных органах (в тонкой и толстой кишке, в различных пластах стенки трубчатого органа и пр.). В отношении ряда органов известны, кроме того, возрастные и функциональные изменения кровоснабжения (в костях, матке и др.).
А. Кровоснабжение костей находится в связи с их формой, строением и развитием. В диафиз длинной трубчатой кости входит один диафизарный сосудa. nutritia (рис. 88-I, а). В костномозговой полости он разделяется на проксимальную и дистальную ветви, которые направляются к соответствующим эпифизам и делятся по магистральному или рассыпному типу. Кроме того, артерийки отходят от многих источников к надкостнице диафиза (с). Они ветвятся в надкостнице и питают компактное костное вещество. Обе системы сосудов анастомозируют друг с другом, а после прирастания эпифизов-и с сосудами последних.

Перелом вызывает различные виды циркуляторных расстройств. Он приводит к разрыву кровеносных сосудов, идущих в продольном направлении, открытые концы которых тром-бируются. Кость в непосредственной близости от линии перелома некротизируется. Следующее за этим новообразование кости может привести к появлению демаркационной зоны и секвестров. Кавитация (см. стр.6) в момент возникновения перелома и смещение фрагментов перелома также усиливают сосудистую травму. В любом случае перелом приводит к разрыву продольных кровеносных сосудов кости. Тонкий поверхностный слой кости, жизнеспособность которого поддерживается путем диффузии, прикрывает глубокий слой некровоснабжаемой, некротизированной костной ткани.

Вследствие травмы мягких тканей

Растрескивание надкостницы приводит к повреждению периостального кровотока и, в особенности, к повреждению A. nutricia, которая играет решающую роль в кровоснабжении кости. Расслаивание надкостницы может возникнуть вследствие смещения фрагментов перелома и/или как результат неправильных хирургических действий.

Вследствие контакта с имплантатом

Контакт между имплантатом и костью в любом случае приводит к повреждению ее радиальной перфузии (рис. 1.34) (Rhinelander and Wilson 1982). Gunstetal. (1979) продемонстрировали зависимость повреждения кровоснабжения от контакта с имплантатом, используя метод Luethi et al. (1982), который был разработан для определения зоны контактаимплан-тата (пластины)костью.

Рис. 1.34 Кровоснабжение, перестройка костной ткани и зона остеопороза под пластиной,

А Нарушенное кровоснабжение вследствие давления имплантата.

B Перестройка костной ткани начинается в ограниченной зоне некроза с интактным кровоснабжением и распространяется по направлению к имплантату.

С Участки нормальной кости и зоны перестройки костной ткани, где определяется временный остеопороз. Этот „ранний временный остеопороз" является признаком перестройки гаверсовых каналов с гаверсовыми пластинками (гаверсовой системы).

1.3.2.6 Реакция на нарушение кровоснабжения

Нарушение кортикального кровоснабжения имеет два важных последствия: во-первых, возникает некроз и, во-вторых, затем происходит новообразование кости (рис. 1.34). Новообразование начинается в пределах прилежащей живой кости и распространяется в сторону некротически измененной костной ткани, иногда приводя к удалению и замещению нежизнеспособных участков.

Кровоснабжение сначала нарушается вследствие смещения фрагментов перелома и в результате явлениякавитации во время перелома (см. рис. 1.2). Манипуляции, связанные с репозицией без хирургического вмешательства, могут еще более ухудшить кровоснабжение. Использование наружной шины также ухудшает кровоснабжение, поскольку мягкие ткани остаются без движения. Выделение отломков для открытой репозиции в ходе операции также нарушает циркуляцию. Внутренние шины (например, пластины или гвозди) ухудшают кровоснабжение вследствие их контакта с костью, где они сдавливают кровеносные сосуды, которые входят в или выходят из костной ткани (рис. 1.34). Из экспериментов Rhinelander (1978) и Ganz and Brennwald (1975) мы знаем, что если перелом стабилизирован, то кровообращение в костномозговом канале может восстановиться в течение одной-двух недель. Что касается кровоснабжения, то хирург должен взвесить негативные (операционная травма) и позитивные (более быстрое восстановление кровоснабжения) эффекты различных типов лечения.

Ранний временный остеопороз вблизи имплантатов

Uhthoff et al. (1971), Coutts et al. (1976), Moyen et al. (1978) и Matter et al. (1974) сообщали об изменениях в структуре длинных костей при наличии пластины. Остеопороз был объяснен действием "закона Вольффа" (Wolff 1893,1986), согласно которому кость приспосабливает свою структуру к конкретным механическим условиям нагрузки. Работа Woo et al. (1976) и Claes et al. (1980), как кажется, подтверждает теорию остеопороза, как „защиты от напряжения" в кости, фиксированной пластиной. Tonino etal. (1976) и Taytonet al.(1982) предложили использовать пластины из мягкой пластмассы или углерода для того, что свести к минимуму проявления остеопороза.

Возможное влияние статической компрессии и напряжения на кортикальный слой живой кости было изучено Matter с соавт. (1976). Они не обнаружили статистически достоверного влияния достаточно мощных компрессирующих сил, приложенных к кости, на скорость ее регенерации.

На основе современных экспериментов можно сделать три заключения: ранний временный остеопороз наблюдается в присутствии практически всех имплантатов, включая интрамедуллярные гвозди (рис. 1.35), стержни наружного фиксатора (Pfister et al. 1983), и т.д.

Ранний временный остеопороз тесно взаимосвязан с сосудистыми нарушениями, вызванными операцией и наличием имплантата (т.е. контакта имплантат-кость). На развитие раннего временного остеопороза не оказываает влияния ни один из возможных методов разгрузки (Gautier et al. 1986).

Рис.1.35 Кровоснабжение, перестройка костной ткани и остеопороз вокруг интрамедуллярного гвоздя,

A Нарушение кровоснабжения: крестообразная зона вокруг интрамедуллярного гвоздя.

B Изначальная перестройка в демаркационной зоне между некротизированной и живой костной тканью. Поперечное сечение с окрашенными in vivo дисульфином кровеносными сосудами (с увеличением). В пределах демаркационной зоны видны расширенные канальцы остеонов. Они представляют собой остеоны в процессе перестройки с наличием временного остеопороза.

С Перестройка костной ткани в зоне некроза, распространяющаяся по направлению к гвоздю.

D Скорость и направление процессов перестройки костной ткани определяли при помощи „полихромкой последовательной окраски флюорохромом" (Rahn et al. 1980).

3. Пластмассовые пластины, которые были мягче, чем стандартные металлические пластины, приводили к большему остеопорозу, в противоположность ожиданиям, основанным на механистической теории защиты от напряжения (Gautier et al. 1986). Более мягкая пластина может еще плотнее прилегать к кости и приводить к увеличению сосудистой травмы.

Ранний временный остеопороз исчезает через три месяца после операции, а спустя один год на поперечном сечении кости признаки его не определяются. Некоторые авторы утверждают, что поздние изменения кости вследствие ее разгрузки имплантатом могут привести к рефрактурам (Kessler et al. 1988; Leuet al. 1989). Используя цифровую компьютерную томографию, Cordey et al. (1985) изучал костную структуру большеберцовой кости после удаления пластин у 70 пациентов. Они наблюдали лишь незначительные изменения в костной структуре (менее чем в 20%случаев), причем для получения результатов исследовали и плотность, и форму кости. К моменту удаления пластины онане оказывалась плотно прижатой к кости. Таким образом, шунтирование усилий между костью и пластиной посредством трения со временем терялось, и пластина выполняла функцию разгрузки только в пиковых ситуациях.

Проверяя гипотезу о том, что контакт имплантата с костью и возникающее вследствие этого нарушение кровоснабжения являются причиной раннего остеопороза, Jorger et al. (1987) и Vattolo et al. (1986) изучали немедленные изменения в кровообращении (рис. 1.36) и остеопороз через 3 месяца после имплантации обычных и специальных пластин с бороздками (рис. 1.37). Бороздки уменьшали степень повреждения сосудов и, соответственно, остеопороза, который сопровождается перестройкой гаверсовой системы.