Analiza unor explante ortopedice de tip placă cu șuruburi

Aspecte Teoretice

Capitolul 1

Aspecte clinice medicale

1.1. Structura şi funcţiile osului

Oasele sunt ţesuturi dinamice care realizează o varietate de funcţii şi au capacitatea de a se remodela după modificările de stimuli interni sau externi. Oasele furnizează suportul pentru trunchi şi extremităţi, asigură inserţia ligamentelor şi tendoanelor, protejează organele vitale şi acţionează ca rezervor de fier şi minerale pentru menţinerea homeostaziei.

Compoziţia structurală

Osul reprezintă un compozit format din două tipuri de materiale:

• primul material este reprezentat de o matrice organică extracelulară, care conţine colagen, reprezentând aproximativ 30-35% din greutatea uscată a osului şi este responsabilă de asigurarea flexibilităţii şi elasticităţii osului;

• al doilea material este reprezentat de sărurile de calciu şi fosfor, în special hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2], aproximativ 65-70% din greutatea uscată a osului şi contribuie la duritatea şi rigiditatea osului.

Osul este un organ complex, având o structură de rezistenţă asemănătoare betonului, adaptată mecanicii aparatului locomotor, dar în permanentă reînnoire. Aceasta îi rezervă un loc central în nomeostazia minerală a organismului. Înţelegerea structurii compoziţiei şi vascularizaţiei, mai precis a dinamicii, a modelării şi remodelării interne şi externe, prezintă astfel o importanţă majoră în aplicarea tratamentului afecţiunilor sistemului osteoarticular. În biologia osoasă s-au acumulat multe date cu privire la mecanismele de control celular. Factorii locali implicaţi în formarea şi resorbţia osoasă vor contribui la ameliorarea tratamentului fracturilor, al întârzierilor de consolidare, al pseudartrozelor, al deformărilor scheletice, precum şi de creştere a stabilităţii artroprotezelor. Împreună cu datele de biomecanicǎ, acestea pot schimba metodele tradiţionale ale practicii clinice, iar intervenţiile care vor aplica informaţiile genetice şi funcţia de control sistemic al celulelor osoase, vor aduce noi soluţii terapeutice în afecţiuni cum sunt: osteogeneza imperfectă sau osteoporoza (Fig.1.1).

Fig. 1.1. a) Structura unui os normal;b) Structura unui os cu osteoporoza.

Pentru a-şi îndeplini funcţiile mecanice sau de protecţie a structurilor vitale (creier, organe intratoracice), oasele au forme diferite: tubulare (oasele lungi ale membre¬lor), scurte (oasele carpului şi tarsului) sau plate (oasele craniului). În structura unui os lung (Figura 1.2.a,b) diafiza are un cortex format din os compact cu grosimea maximă în zona medie rezistentă la for¬ţele de încovoiere. Diafiza se lărgeşte spre extremi¬tăţi şi formează metafiza alcătuită din ţesut spon¬gios acoperită de un ţesut cortical subţire care să reziste la forţele de compresiune.

Extremităţile oaselor lungi, epifizele, sunt cartilaginoase în perioada de creştere şi conţin unul sau mai multe centre de osificare, iar la adult ţesut spongios. Cartilajul dintre centrul de osificare epifizar şi metafiză reprezintă cartilajul de creştere în lungime al osului care la adult este în întregime înlocuit de os şi fuzionează cu diafiza. Cartilajul articular acoperă în parte epifizele, restul osului este acoperit de o membrană fibroasă, periostul, cu excepţia punctelor de inserţie a tendoanelor. La locul de inserţie al unui tendon sau ligament la os se poate forma o apofiză. Trohanterul mic este o apofiză tipică.

Osul adult are o structură internă lamelară. După forma şi dispoziţia lamelelor se distinge osul compact şi osul spongios. Osul compact (osteonic) are o rezistenţă me¬canică înaltă şi este constituit microscopic în spe¬cial din osteoni, orientaţi longitudinal. Osul cortical este supus unui proces continuu de modelare prin care osteonii primari sunt înlocuiţi de osteoni se¬cundari. Fiecare osteon este format de lamele con¬centrice centrate pe un canal Havers. Spaţiile dintre osteoni sunt ocupate de lamelele osoase interstiţiale, resturile osteonilor parţial re¬sorbiţi. Ca urmare, nu există conexiuni celulare între sistemele haversiene adiacente, există însă canale transversale prin care comunică sistemele longi¬tudinale Havers - canalele Wolkmann - conţinând vase şi nervi. Rezultatul este un complex sistem de canale cu vase sanguine, ce au o mare importanţă în activitatea electrică a osului, în dinamica ionilor din lichidul interstiţial şi în biomineralizare.