Παθητικά στοιχεία. Οστά. Αρθρ. χόνδροι. Πολύπλοκη κατασκευή. Σύνδεσμοι τένοντες. Ενεργητικά στοιχεία. Ανομοιογενή βιολογικά υλικά.

Transcript

1 Κινησιοθεραπεία Ιδιότητες Υλικών 1

2 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΝΤΟΧΗΣ ΥΛΙΚΩΝ Ανθρώπινο σώμα Παθητικά στοιχεία Οστά Αρθρ. χόνδροι Πολύπλοκη κατασκευή Σύνδεσμοι τένοντες Ανομοιογενή βιολογικά υλικά Ενεργητικά στοιχεία Μύες 2

3 Φορτίσεις Φορτίο= % του υπερκειμένου βάρους. Δρομέας 1500μ=1170 διασκελισμούς 70 κιλ=200 τόνοι 3 φόρτισης Mann, 1982

4 Δυνάμεις-Ροπές Δύναμη/ροπή: αιτία παραμόρφωσης ενός σώματος ή αλλαγής της κινητικής του κατάστασης Δύναμη Ροπή= περιστροφικό αποτέλεσμα της εφαρμογής μιας δύναμης Ευθύγραμμες επιταχύνσεις- παραμορφώσεις Γωνιώδεις επιταχύνσεις- παραμορφώσεις 4

5 Ροπή Κάθε δυναμη που δρα σε μια απόσταση από ένα άξονα δημιουργεί ροπή Κίνηση =αποτέλεσμα δράσης πολλών δυνάμεων (μυϊκών) οι οποίες εφαρμόζονται μακριά από το κέντρο περιστροφής (αρθρώσεις) 5

6 Φορτίο Εφαρμογή μιας δύναμης- ροπής Φορτίο 6

7 Καταπόνηση καταπόνηση Σύνθετη καταπόνηση Απλή καταπόνηση 1. Εφελκυσμός 2. Θλίψη 3. Διάτμηση 4. Κάμψη 5. Στρέψη 7

8 Τάσεις Δύναμη Εξωτερικά (αλλαγή κινητικής κατάστασης) Εσωτερικά (ανάπτυξη δυνάμεων =Τάσεις Ορθές-κάθετες τάσεις Διατμητικές τάσεις 8

9 Μηχανικές ιδιότητες υλικών 1. Ελαστικότητα 2. Πλαστικότητα 3. Γλοιότητα 4. Αντοχή Ιδιότητα των υλικών να ανθίστανται στην διατμητική φόρτιση 9

10 γλοιοελαστικότητα Γλοιοελαστικότητα:ιδιότητα ιδιότητα υλικών να αλλάζουν την μηχανική συμπεριφορά τους ανάλογα με το ποσό γρήγορα φορτισθούν Σημαντικός παράγοντας είναι ο χρόνος κατά τον οποίο εφαρμόζεται ένα σταθερό φορτίο Φορτίσεις γρήγορες (>1/10 δευτ) αργές (1/10-1 ) μεγάλης διάρκειας (>1 ) 10

11 ερπυσμός παραμόρφωση την οποία παρουσιάζει ένα γλοιοελαστικό υλικό με την πάροδο του χρόνου αρχίζει στα 20 και αποκτά την μέγιστη τιμή σε 3 ωρες 11

12 Μηχανικές ιδιότητες Κολλαγόνοι ιστοί Κολλαγόνες Ελαστικές Δοκιδωτές Θεμέλια ουσία Σύνδεσμοι Αρθρ. θυλακοι Τένοντες Δέρμα 12

13 Κατασκευή κολλαγόνων- τένοντες Οι ίνες του τένοντα έχουν σχεδόν απόλυτη ευθυγράμμιση με την κατεύθυνση εφαρμογής των φορτίων Μεγάλη αντοχή 13

14 Κατασκευή κολλαγόνων- σύνδεσμοι- θύλακοι Οι ίνες του συνδεσμου έχουν λιγότερη συνεπή απόλυτη ευθυγράμμιση με την κατεύθυνση εφαρμογής των φορτίων Μικροτερη αντοχη σε σχεση με τον τενοντα 14

15 Εκατοστιαία αναλογία κολλαγόνων και ελαστικών ινών Οι τένοντες και οι περισσότεροι σύνδεσμοι αποτελούνται σχεδόν εξ ολοκλήρου από κολλαγονες ίνες Επιμηκύνονται 6-8% μεχρι να σπάσουν π.χ. ο ωχρός και ο αυχενικός έχουν περίπου 70% ελαστικές ίνες όποτε επιμηκύνονται 70% μέχρι να σπάσουν 15

16 Χρόνος φόρτισης-είδος φόρτισης Οι κολλαγονοι ιστοι όταν φορτιστούν γρήγορα προβάλλουν σχεδόν τετραπλάσια αντίσταση αποταν φορτισθούν αργά Παρουσιάζουν μεγάλη αντοχή σε εφελκυστικα φορτία, μικρότερη σε συμπιεστικά και ακόμη μικρότερη σε διατμητικα και στρεπτικα φορτια 16

17 Οστό 1. Προστασία των εσωτερικών οργάνων 2. Προσφορά σκληρών περιοχών για προσφύσεις μυών 3. Διευκόλυνση μυϊκής δράσης Γλοιοελαστικότητα Παρουσιάζουν μεγάλη αντοχή σε συμπιεστικα φορτία, μικρότερη σε εφελκυστικα και ακόμη μικρότερη σε διατμητικά και στρεπτικα φορτια 17

18 Αρθρικός χόνδρος 1. Προστασία των οστων από φορτια 2. Μείωση τριβών μεταξύ των αρθρούμενων επιφανειών Αποτελείται από ένα στερεό τμήμα (κολλαγονες- υδρόφιλο gel) κα από ένα υγρό τμήμα (κυριως νερό. Δεν έχει αγγεία, νεύρα, λεμφαγγεια 18

19 Συμπεριφορά χόνδρων υπό συνθήκες φόρτισης Οι αρθρικοί χόνδροι Σε πολύ γρήγορη φόρτιση ο χόνδρος συμπεριφέρεται σαν ελατήριο Σε πολύ αργή φόρτιση το αρθρικό υγρό βγαίνει στην αρθρική κοιλότητα και ο χόνδρος αρχίζει να παραμορφώνεται ερπυσμός 19

20 Μύες 1. Απορρόφηση κινητικής ενέργειας 2. Προστασία οστών από ανόμοιες τάσεις Μεγάλη ελαστικότητα Οι ελαστικές ίνες επιτρέπουν την απλή διάταση Οι κολλαγονες προστατεύουν από υπερδιαταση 20

21 ΑΚΙΝΗΤΟΠΟΙΗΣΗ 21

22 Προσαρμογές στην ακινητοποίηση Προσαρμογές κολαγγόνων Αύξηση του αναβολισμού των κολλαγόνων νεαρές ίνες άτακτη διευθέτηση μειωμένη αντοχή 22

23 Προσαρμογές στην ακινητοποίηση Προσαρμογές χόνδρων Έλλειψη κίνησης αρθρ.υγρου οδηγεί σε νέκρωση τα χονδροκύταρρα της συμπιεζόμενης περιοχής Μεγάλος παθών μικρές δυνατότητες επούλωσης 23

24 Προσαρμογές στην ακινητοποίηση Προσαρμογές οστών Μείωση οστικής πυκνότητας Μείωση αντοχής Η αύξηση της διαμέτρου του οστού κατά 20% αυξάνει την αντοχή σε στρεπτικά φορτία κατά 60% 24

25 Προσαρμογές στην ακινητοποίηση Προσαρμογές μυών Ατροφία Μείωση ισχύος Μειωμένη ιδιοδεκτική λειτουργία Μείωση δύναμης- αντοχής 25

26 Η επίδραση της ακινητοποίησης στα οστά και στους μυς Ο μυϊκός και οστίτης ιστός αρχίζουν να μειώνουν την προσαρμογή τους στη φόρτιση κατά τη διάρκεια του κλινοστατισμού (ΑΚΙΝΗΤΟΠΟΙΗΣΗ) μέσα σε ημέρες. Τα κύρια στοιχεία της ακινητοποίησης επί κλίνης που συντελούν σε αλλαγές στο μυοσκελετικό σύστημα είναι: (1) η έλλειψη της φυσιολογικής φόρτισης που ασκείται στα οστά στην όρθια στάση και (2) η μείωση του αριθμού και της έντασης των μυϊκών συσπάσεων, ιδιαίτερα στους μυς της στάσης [1]. 26

27 Προσαρμογές στην ακινητοποίηση Στην κλασική μελέτη των Dietrick και συν η ακινητοποίηση με γύψο για 6-7 εβδομάδες οδήγησε σε απώλεια 6.6% στους καμπτήρες του αγκώνα, 8.7% στους καμπτήρες του ώμου, 13.7% στους ραχιαίους καμπτήρες της ποδοκνημικής και 20.8% στη δύναμη των καμπτήρων της ποδοκνημικής. Στην ακινητοποίηση σε κλίνη διαπιστώνεται μείωση στη δύναμη των μυών περίπου 1% ανά ημέρα ( % την ημέρα, ανάλογα με τη μελέτη). Το ποσό δύναμης που χάνεται κυμαίνεται από 20-50%. Σε πιο πρόσφατες μελέτες, φόρτιση του ενός κάτω άκρου για τέσσερις εβδομάδες είχε ως αποτέλεσμα 7% μείωση της μυϊκής επιφανειακής διαμέτρου του μέσου γλουτιαίου, ενώ καμία αλλαγή δεν παρατηρήθηκε στην αντίστοιχη περιοχή του φορτιζόμενου άκρου. Η μυϊκή βιοψία μπορεί να επιβεβαιώσει την ατροφία αυτή, ενώ ο μέσος όρος μείωσης της επιφανειακής διαμέτρου, μετά από έξι εβδομάδες αδράνειας του άκρου, είναι της τάξης του 14%. Το μεγαλύτερο μέρος αυτής της μείωσης στη μυϊκή μάζα είναι αποτέλεσμα κυρίως της ατροφίας που παρατηρείται στους εκτείνοντες στο γόνατο παρά στους καμπτήρες. Η αδράνεια και η τοποθέτηση του χεριού σε γύψο για μικρό χρονικό διάστημα εννέα ημερών προκαλεί 4% μείωση της επιφανειακής διαμέτρου των μυών του αντιβραχίου [1]. 27

28 Προσαρμογές στην ακινητοποίηση Παρόμοιες αλλαγές έχουν παρατηρηθεί μετά από ακινητοποίηση επί κλίνης. Η μυϊκή επιφανειακή διάμετρος στον μέσο γλουτιαίο μειώνεται κατά 8% μετά από 30 ημέρες ακινητοποίησης. Ατροφία παρουσιάζεται επίσης στους καμπτήρες της ποδοκνημικής 35 ημέρες μετά τον οριζόντιο κλινοστατισμό. Πιο παρατεταμένος κλινοστατισμός είναι ικανός να προκαλέσει μυϊκή απώλεια κυρίως στις μυϊκές ίνες ταχείας σύσπασης. Κλινοστατισμός διάρκειας 119 ημερών επιφέρει 21% μείωση στο μυϊκό περιεχόμενο των καμπτήρων της ποδοκνημικής. Μία μελέτη ακινητοποίησης σε κλίνη, διάρκειας 17 ημερών, κατέδειξε απώλεια 30% του όγκου στους εκτείνοντες της ποδοκνημικής, 16-18% 18% στους τετρακεφάλους, 9% στους ραχιαίους και καμία απώλεια όγκου στους μυς των άνω άκρων. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ακινητοποίηση σε κλίνη από μόνη της δεν αποφορτίζει εντελώς τα οστά. Τα υγιή νέα άτομα κατά την ακινητοποίηση σε κλίνη χρησιμοποιούν τους μυς της πλάτης και των ποδιών με σημαντική συχνότητα για να μετακινούνται επάνω στο κρεβάτι, σε σχέση με τους ηλικιωμένους και τους ασθενείς σε αποκατάσταση που δεν έχουν τη δυνατότητα να επανατοποθετήσουν το σώμα τους ελεύθερα. 28