SỰ LÀNH THƯƠNG CỦA XƯƠNG
Xương làmộtcấutrúc đồngnhất với mộtsốchức năngđặcbiệt.Đólà nguồn dự trữ calci lớn nhất của cơ thể và là khung nâng đỡ cơ thể. Xương đóng vai trò neo chận cho nguyên ủy và bám tận các cơ xương, do đó đóng một vai trò quan trọng trong mọi hoạtđộng vậnđộngcủacơ thể.Khungxươngcó tácdụngbảovệcáccấutrúc quan trọng của cơ thể như hộp sọ và lồng ngực... Xương là một cơ quan rất cứng chắc đồng thời có tính dẽo và đàn hồi. Nó có thể uốn cong hoặc xoắn và lại trở về trạng thái ban đầu khi lực tác động mất đi.
I)ĐẶC ĐIỂM GIẢI PHẪU VÀ SINH LÝ CỦA XƯƠNG
1.CẤU TRÚC XƯƠNG
Xương có thể chia thành hai nhóm chính: xương ống và xương dẹt. Xương ống đóng vai trò vận động và nâng đỡ sức nặng cơ thể. Xương dẹt đóng vai trò bảo vệ các cơ quan quan trọng ví dụ sọ bảo vệ não bộ. Xương ống gồm thân xương và đầu xương, hay trung tâm cốt hóa thứ phát. Tại vùng nối thân xương và đầu xương là vùng tăng trưởng, gọi là bản đầu xương (bản tăng trưởng). Xương dẹt không có bản tăng trưởng.
Xương được bao quanh bởi một màng xơ gọi là ngoại cốt mạc . Màng này gồm lớp ngoài và lớp trong (lớp cambium), là nguồn cung cấp tế bào xương mới. Khả năng sinh xương của màng xương ở trẻ em rất lớn. Điều này rất quan trọng trong quá trình lành thương của xương , vì vậy rất hiếm thấy khớp giả ở trẻ em.
Phần trong của xương, gọi là tuỷ xương, được lót bên trong bởi lớp màng xơ gọi là nội cốt mạc. Hệ thống Have là những đơn vị chức năng ở xương trưởng thành cấu tạo bởi một ống Have trung tâm, bao quanh bởi những phiến xương đồng tâm. Mỗi phiến xươngcónhữnghốcnhỏ, mỗihốc chứamột tếbàoxươngvới mỏm bào tương
kéo dài xuyên qua những ống nhỏ thông nối với các ống Have hoặc các ống nhỏ khác. Mỗi hệ Have có kích thước khá nhỏ vì các tế bào xương sẽ không sống được nếu khoảng cách giữa nó và mao mạch lớn hơn 0.1mm.
2.SỰ HÌNH THÀNH XƯƠNG
Xương được hình thành bởi hai cơ chế khác nhau: sự hình thành xương màng và hình thành xương nội sụn. Hình thành xương nội sụn xảy ra ở bản tăng trưởng và đầu lồi cầu xương hàm dưới, nó giải thích sự tăng trưởng theo chiều dài của xương. Đầu tiên là sự lắng đọng sụn, sau đó sụn dần dần thay thế bởi xương. Hiện tượng này cũng xảy ra trong quá trình lành thương của xương. Sự tăng trưởng theo chiều ngang xảy ra do sự hình thành xương áp chồng thêm.
Sự hình thành xương màng xảy ra không qua giai đoạn sụn. Các tế bào trung mô biệt hóa thành những tạo cốt bào, sau đó những mô dạng xương lắng đọng và mô này sẽ được cốt hóa. Hình thành xương màng xảy ra ở xương sọ, hầu hết xương mặt, xương hàm dưới, xuơng đòn và phần xương dưới màng xương (subperiosteal bone). Ngoài ra, quá trình lành thương xương ở sọ đôi khi trực tiếp từ mô xơ, mà không có hình thành xương mới.
3.THÀNH PHẦN CỦA XƯƠNG
Thành phần xương phiến cấu tạo bởi 8% nước, 92% còn lại là mô đặc, trong đó 21% là thành phần hữu cơ và 71% là thành phần vô cơ.
3.1Thành phần hữu cơ
Thành phần hữu cơ hay khung hữu cơ cung cấp khung sườn cho các tinh thể muối lắng đọng. Trong khung hữu cơ, 90% là collagen, phần còn lại là proteoglycan. Collagen của xương thuộc týp I và bao gồm 2 chuỗi alpha1 và 1 chuỗi alpha3. Loại collagen này tương tự collagen ở da và cân. Người ta còn thấy collagen týp II trong giai đoạnlànhthươngmuộncủa xươngsau gãy xương.Điềunày cho thấy sự lành thương bìnhthườngsau gãy xương xảy ra theo kiểu hình thành xươngnộisụnbên trong sẹo xương. Trong trường hợp dùng nẹp ốc tạo lực ép (compression plate) sẹo xương sẽ hình thành tối thiểu và collagen chủ yếu là týp I.
3.2Thành phần vô cơ
Thành phần vô cơ chủ yếu là tinh thể hydroxyapatide: Ca10(PO4)6(OH)2. Đây là những tinh thể rất nhỏ, với đường kính 25-75nm và chiều dài khoảng 200nm. Đặc điểm này giúp cungcấpmột tỉ lệ bề mặt-thể tích rất lớn.Xung quanh bề mặt tinh thể có một lớp áo nước và các ion có thể di chuyển tự do giữa lớp áo nước và bề mặt tinh thể. Các tinh thể được sắp xếp theo một kiểu đặc biệt trong khung collagen: trục tinh thể song song trục sợi collagen. Sự sắp xếp này xảy ra trong những vùng “hố” của sợi collagen, nhằm gia tăng diện tích bề mặt của sợi collagen.
4.THÀNH PHẦN TẾ BÀO
Có ba loại tế bào chính trong quá trình hình thành và tái khoáng hóa xương: Tạo cốt bào, cốt bào và huỷ cốt bào.
4.1Tạo cốt bào
Tạo cốtbàochịu trách nhiệm tổng hợp khung xương trong quá trình tăng trưởng, tái khoáng hóa và sửa chữa. Tạo cốt bào có nguồn gốc từ những tế bào của lớp trong ngoại cốt mạc hoặc từ các tế bào xương non (osteoprogenitor) ở tổ chức trung mô kế cận. Tạo cốt bào chỉ có khả năng hình thành xương chứ không có khả năng phân chia hoặc các hoạt động chức năng khác. Kích thước tạo cốt bào khoảng 15 - 20pm. Tạo cốt bào ở trạng thái bình thường và trạng thái hoạt động có những đặc điểm khác nhau. Khi hoạt hoá màng lưới nội chất trở nên thô ráp và bộ máy Golgi trương phồng lên (hình 3 - 7).
4.2Cốt bào (tế bào xương)
Tế bào xương có nguồn gốc từ tạo cốt bào. Nó nằm sâu trong khung xương và nối kết với tạo cốt bào và các tế bào xương khác bằng những mỏm bào tương kéo dài xuyên qua những ống nhỏ. Tế bào xương có dạng dẹt, bầu dục kích thước 20 - 60pm.
Những tế bào xương đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng xương. Nó vận chuyển oxy và chất chuyểnhóatừmáuđến nuôi dưỡng xương xung quanh qua những hệ thống ống Have (hình 3 - 8).
4.3Huỷ cốt bào
Hủy cốt bào là một nhóm những tế bào đa nhân ( từ 2 đến hàng 100 nhân). Chúng xuất phát từ nhiều nguồn gốc khác nhau; hoặc từ những tế bào xương non hoặc những đại thựcbào đơnnhân hoặcnhữngtiềnhủy cốtbào. Kích thước hủy cốt bào tương đối lớn, khoảng 20 - 100pm. Khi tiếp xúc bề mặt xương, màng hủy cốt bào sẽ hình thành những bờ riềm xâm nhập vào diện xương. Những enzym do hủy cốt bào phóng thích như cathepsin, acid phosphoric sẽ gây hủy xương. (hình 3 - 9)
5.TÍNH CHẤT SINH LÝ CỦA XƯƠNG
Cấu trúc xương mặt và xương sọ bao gồm lớp xương đặc bên ngoài (vỏ xương) và xương xốp bên trong (tủy xương). Phần vỏ xương cung cấp sức chịu lực và độ cứng, tuy nhiên sự sắp xếp dọc theo hướng chịu lực của phần xương xốp bên trong cũng góp phần nâng cao khả năng chịu lực của xương.
Lực tác động vào xương có thể theo nhiều kiểu khác nhau: lực căng, lực ép, lực xoắn, lực uốn cong hoặc lực xé (hình 3 - 10). Sự co cơ sẽ làm thay đổi phân bố lực tác động vào xương và kết quả sẽ làm giảm hoặc triệt tiêu lực kéo căng bằng cách tạo ra một lực ngược chiều với lực tác động. Khi xương gãy, vị trí gãy thường xảy ra ở nơi chịu lực căng nhiều nhất.
Khả năng lưu giữ năng lượng của xương thay đổi tỉ lệ thuận với tốc độ lực tác động. Khi tốc độ lực tác động càng cao, năng lượng mà xương lưu giữ tại vị trí lực tác động sẽcàng cao.Tốc độ lựcrấtcó ý nghĩavề phươngdiệnlâm sàng trong chấn thương không chỉ ảnh hưởng kiểu gãy xương mà cả mức độ phá hủy mô mềm. Khi xương bị gãy, năng lượng lưu giữ sẽ được giải phóng. Trong trường hợp tốc độ lực thấp, nănglượngsẽgiải phóng thông qua sự hình thành đường gãyđơn, đồng thời xương gãy ít di lệch cũng như mô mềm ít bị phá hủy. Ngược lại khi tốc độ lực lớn, năng lượng lưu giữ quá lớn, không thể giải phóng hết qua một đường gãy đơn, do đó nó sẽ có khả năng gây gãy vụn và phá hủy phần mềm trầm trọng hơn.
II)LÀNH THƯƠNG XƯƠNG
Gãy xương xảy ra khi lực chấn thương vượt quá khả năng chịu lực của xương. Khác với các mô khác, xương có khả năng tự lành nhờ quá trình tái sinh thực sự chứ không phải đáp ứng hình thành sẹo. Hiện tượng sinh lý này cho phép xương có thể đạt được khả năng bình thường như trước khi gãy trong hoạt động chức năng. Hiện tượng lành thương xương chỉ là sự tiếp tục của quá trình tái khoáng hóa và thích nghi sinh lý của xương.
1.DIỄN TIÉN LÀNH THƯƠNG
Nói chung đáp ứng sau gãy xương bao gồm các hiện tượng: dọn dẹp mô vụn, tái lập hệ tuần hoàn và tạo khung xương mới. Thời gian lành thương và các đặc điểm mô học đặc hiệu của quá trình lành thương phụ thuộc vào vị trí chấn thương, cũng như các yếu tố tại chỗ và toàn thân.
Tương tự mô mềm, xương có thể lành thương nguyên phát hay thứ phát. Lành thương nguyên phát chỉ xảy ra khi nắn chỉnh hoàn toàn đúng giải phẫu, xương bất động vững chắc và tuần hoàn nuôi dưỡng tại vị trí gãy xương tốt. Những trường hợp còn lại xương lành thương theo kiểu thứ phát.
Cần lưu ý lành thương thứ phát xương hoàn toàn khác lành thương thứ phát phần mềm.Trong lành thươngthứ phát ởphần mềm, khoảnglấpđầybởimôhạt sẽ
được thay thế bởi một sẹo kém chức năng. Trong khi đó lành thương thứ phát xương bao gồm sự thành lập mô xơ lấp đầy khoảng trống do gãy tạo ra, sau đó mô xơ sẽ được thay thế hoàn toàn bởi mô xương. Xương hình thành trong lành thương thứ phát sẽ trải qua quá trình tái khoáng hóa và những thay đổi phù hợp để hoàn toàn đáp ứng chức năng bình thường như trước khi gãy xương.
2.LÀNH THƯƠNG THỨ PHÁT
Thông thường khi xương gãy lành thương tự phát hoặc sau điều trị, nó lành thương chủ yếu theo kiểu lành thương thứ phát. Quá trình lành thương thứ phát bao gồm các giai đoạn: giai đoạn khởi đầu, giai đoạn hình thành cal sụn, giai đoạn hình thành cal xương và giai đoạn tái khoáng hóa. Trong giai đoạn khởi đầu, có sự hình thành máu tụ cùng với các đáp ứng viêm, nhằm giúp mang đến những mạch máu tân tạo và các tế bào trung mô có khả năng biệt hóa để tạo nên cal xơ -sụn. Cal xơ -sụn này sẽ cốt hóa hình thành cal xương, sau đó cal xuơng sẽ trải qua giai đoạn tái khoáng hóa và biến đổi thích nghi chức năng trở thành xương lành mạnh như trước khi chấn thương.
2.1Phản ứng khởi đầu
Khi chấn thương, mạch máu bị đứt cùng với nhiệt phát sinh do lực chấn thương làm gãy xương gây ra sẽ dẫn đến thiếu oxy vùng xương gãy. Tại đầu xương gãy, có hiện tượng hoại tử và hiện tượng hoại tử vô trùng này đưa đến viêm và phù nề. Trong đáp ứng viêm , một số chất gây sốt do thành mạch tổn thương phóng thích gây giãn mạch trong vài giờ đầu sau chấn thương.
Xuất huyết do mạch máu nội cốt mạc, ngoại cốt mạc và hệ thống Have bị phá hủy tạo thành máu tụ (hình 3 - 11). Đây là hiện tượng rất quan trọng và cần thiết cho sự lành thương. Trong cục máu đông có nhiều yếu tố từ những nguồn gốc khác nhau góp phần trong quá trình lành thương. Tuy nhiên trên thực nghiệm, sự lành thương không ảnh hưởng khi hút máu tụ đi. Cùng với mô hạt trong khối máu tụ, còn có các mảnh xương và cơ. Những mảnh cơ nhỏ sẽ tự tiêu trong vòng 5 - 10 ngày, còn những mảnh cơlớncó chân nuôisẽxơhóa mà khôngcảntrởquá trình lành thươngtrừ
trường hợp nó nằm ở đầu đoạn gãy. Những mảnh xương nhỏ có thể có sự lắng đọng xương ở bề mặt nhờ những tế bào từ màng xương di chuyển đến, còn những xương xốp chết sẽ trải qua quá trình thoái hóa mỡ.
Trong giai đoạn khởi đầu này đã có sự tăng sinh tế bào. Trong khoảng 8 - 12 giờ sau chấnthương,tạilớptrong ngoạicốtmạc đãbắt đầucó hiện tượng tổnghợp
ADN vàtăngsinhtếbào. Quá trình nàyđầutiênxảyra trên toàn bộxươngchấn
thương, sau đó giảm dần và chỉ khu trú tại vùng gãy. Những tế bào tăng sinh này có thể trở thành tạo cốt bào, nguyên bào sợi hoặc những tế bào có khả năng sinh sụn.
Khi những tế bào này bắt đầu tân sinh, mao mạch sẽ phát triển vào bên trong. Những nguyên bào sợi hình thành sẽ di chuyển vào vết thương và khởi động lắng đọng collagen. Mạch máu tân sinh phối hợp collagen tạo thành mô hạt. Áp lực oxy và pH thấp trong mô hạt này sẽ khởi động sự hình thành sụn kính.
Ngoài áp lực oxy và pH thấp, sự di động của mảnh gãy do không được bất động tạo lực căng và ép liên tục tại vùng gãy sẽ hướng các tế bào đến sự hình thành sụn.
2.2Hình thành cal sụn
Cal sụn hình thành cả bên ngoài và bên trong vùng xương gãy (hình 3 - 12).
Ở bên ngoài, cácnốtsụn đượcphân cáchbởinhững váchxơ.Khimạchmáu trong vách xơ gia tăng, sẽ có hai hiện tượng đồng thời xảy ra:
-Sụn sẽ calci hóa và những nguyên bào sụn sẽ chuyển thành tế bào sụn.
-Các tạo cốt bào sẽ gia tăng và các hủy cốt bào cũng xuất hiện.
Ở bên trong, cal cũng được hình thành đồng thời với cal bên ngoài. Nhờ tuần hoàn phong phú, ở đây không có hoặc rất ít hiện tượng hoại tử. Các tạo cốt bào từ nội cốt mạc sẽ trực tiếp tạo thành cal xương, không thông qua giai đoạn hình thành sụn - xơ trung gian.
Khi xương bắt đầu lành, khối cal hình thành bao bọc xung quanh giúp ổn định vùng gãy. Chính khối cal này giúp gia tăng độ cứng của xương nhằm chống lại các lực tác động, nhất là lực uốn cong và lực xoắn trong giai đoạn lành thương.
2.3Hình thành cal xương
Tương tự sự hình thành nội sụn trong quá trình tăng trưởng và phát triển của xương bình thường, sụn sẽ trải qua giai đoạn calci hóa vào xương bè. Những khoảng trống trong cal sụn cho phép mạch máu xâm nhập vào trong. Điều này giúp tăng áp lực oxy trong vùng cal sụn, vận chuyển chất dinh dưỡng đồng thời hình thành các tạo cốt bào. Theo Ham và Harris, những tạo cốt bào đã có sẵn ở vùng tổn thương và một số kích thíchsẽhoạthóanhữngtạocốtbào này. Mc Lean và Uristlạicho rằng tạocốt
bào bắt nguồn từ những tế bào tiền thân trong mô liên kết. Cả hai quan điểm trên đều được thừa nhận vì rằng trong nội cốt mạc có rất nhiều tạo cốt bào và những tế bào tiền thân cũng có rất nhiều trong mô xung quanh vết thương.
Tạo cốt bào sẽ lắng đọng mô dạng xương trên những gai của sụn calci hóa, và những mô dạng xương này sẽ trải qua quá trình calci hóa để trở thành mô xương (hình 3 - 13). Đầu tiên xương hình thành được sắp xếp ngẫu nhiên (xương bè) sau đó sẽ trải qua quá trình sắp xếp và tổ chức lại thành xương phiến trong giai đoạn tái khoáng hóa.
2.4Tái khoáng hóa
Xương mới hình thành là xương bè, không có sự sắp xếp dạng phiến. Qua quá trình tái khoáng hóa, xương bè sẽ trở thành xương phiến như xương bình thường. Quá trình này diễn tiến rất chậm và tuân theo định luật Wolff: một thay đổi tình trạng chức năng của xương sẽ làm thay đổi cấu trúc thông qua sự sản sinh một trường điện sinh học.
Trong quá trình tái khoáng hóa có sự tham gia của các hủy cốt bào và yếu tố định hướng tái khoáng hóa. Yếu tố định hướng tái khoáng hóa là một glycoprotein kháng collagenase, hay còn gọi là protein định dạng xương (BMP: bone morphogenetic protein). BMP hoạt động như một yếu tố chuyển dạng tăng trưởng và kích thích phân bào, giúp biệt hóa các tế bào trung mô hình thành xương.
3.LÀNH THƯƠNG NGUYÊN PHÁT
Lành thương nguyên phát xảy ra khi nắn chỉnh đúng giải phẫu và cố định đủ vững chắc, không cần thiết phải có sự ổn định cơ học do cal.
Trong xương xốp, lành thương nguyên phát xảy ra ngay cả khi không được cố định vững chắc. Đối với xương vỏ, lành thương nguyên phát khi cố định xương vững chắc và theo hai cơ chế : lành thương kẽ và lành thương tiếp xúc. Một số tác giả cho rằng lành thương tiếp xúc mới là lành thương nguyên phát, nhưng nhiều người vẫn cho rằng cả hai đều là những biến thể của lành thương nguyên phát, vì chúng cùng chung những đặc điểm :
-Cần cố định xương vững chắc.
-Không qua giai đoạn hình thành cal sụn trung gian.
3.1Lành thương kẽ
Việc nắn chỉnh đúng giải phẫu một cách chính xác thường ít khi đạt được, do đó một khoảng hở nhỏ thường luôn tồn tại ngay vị trí xương gãy. Tại đây, hiện tượng lành thương kẽ sẽ xảy ra sau một vài ngày (hình 3 - 14). Mạch máu từ ngoại cốt mạc, nội cốt mạc hay hệ thống Have sẽ xâm nhập khoảng hở giữa các đầu xương, mang theo những tiền tạo cốt bào. Xương sẽ lắng đọng trực tiếp trên bề mặt mảnh gãy không kèm theo giai đoạn tiêu xương hay hình thành cal sụn trung gian. Nếu kẽ hở nhỏ hơn 0.3mm, xương phiến sẽ hình thành trực tiếp. Nếu kẽ hở từ khoảng 0.3mm - 1mm, đầu tiên sẽ hình thành xương bè, rôi sau đó xương phiến sẽ lắng đọng trong những khoảng trống của bè xương.
Xương phiến hình thành khoảng hơn sáu tuần. Lúc này, các phiến xương sắp xếp theo hướng vuông góc với trục dài của xương. Một vài tháng sau, các phiến xương sẽ thay đổi hướng dọc theo trục xương qua quá trình tái khoáng hóa.
Trong cùng thời điểm, xương gãy lành thương kẽ vững chắc hơn so với lành thương thứ phát, dù rằng lượng xương ngoài màng xương trong cal xương thứ phát lớn hơn nhiều.
3.2Lành thương tiếp xúc
Trong trường hợp nắn chỉnh hoàn toàn chính xác hoặc xương gãy hoàn toàn không di lệch, lúc này khoảng hở giữa hai đầu đoạn gãy có thể gọi là zero. Do không có kẽ hở, mạch máu và tế bào không thể phát triển vào giữa hai đầu đoạn gãy, xương sẽ lành thương theo một cơ chế khác: lành thương tiếp xúc.
Lành thương tiếp xúc xảy ra thông qua sự hình thành đơn vị chuyển hoá xương (BMU: bone metabolizing unit) hay đơn vị tái khoáng hóa xương (BRU: bone remodeling unit). về mặt mô học, BMU (BRU) là một nhóm hủy cốt bào hoạt động theo sau là các mạch máu, các tế bào biệt hóa thành tạo cốt bào và hình thành xương mới.
Đầu tiên,hủycốtbàohủyxươngthành đườnghầmtạimỗi bên đườnggãy, hướng về diện gãy và vào đầu xương đối diện, với đường kính khoảng 200pm (hình 3 - 14). Tốc độ hủy xương khoảng 50- 80pm/ngày. Tại các đường hầm này, mạch máu xâm nhập cùng với các tạo cốt bào tăng sinh tạo xương mới. Xương hình thành với tốc độ 1-2pm/ngày.
Trong lành thương tiếp xúc, thời gian kéo dài hơn so với lành thương kẽ và lành thương thứ phát.
Sản phẩm Liên quan (4)
Mũi khoan dùng trong mở tủy: Mũi khoan tròn hoặc mũi khoan trụ thuôn kim cương đầu có tác dụng cắt dùng để mở đường vào buồng tủy. Với những răng đã có chụp sứ, mũi khoan kiim loại chuyển tiếp (Tungsteng) là mũi khoan thích hợp hơn. Mũi khoan endo Z của hãng Dentsply với đầu tác dụng không có tác dụng cắt sử dụng hiệu quả để lấy trần buồng tủy và chỉnh sửa lại đường vào. Mũi…
