Sinh Cơ Học Gãy Xương – Phần 2

Sinh học lành xương

Có một điều đáng lưu ý là, theo như mô tả của Giáo sư Robert Danis trong cuốn Théorie et Pratique de L’Ostéosynthèse xuất bản năm 1947 tại Bỉ, liền xương thì đầu không phải là mục tiêu chính của ông khi kết hợp xương vững chắc tuyệt đối (absolute stability), mà chỉ là kết quả thu nhận được trong quá trình nghiên cứu. Mục tiêu chính là nắn chỉnh hoàn hảo về mặt giải phẫu (anatomical reduction) và cố định đủ vững chắc để bệnh nhân tập vận động sớm.
Lành xương gián tiếp (thì 2) xảy ra với sự vững chắc tương đối (relative stability) khi sử dụng các phương pháp cố định linh hoạt, và là cách bình thường xương gãy tự lành mà không cần can thiệp của thầy thuốc. Nó tương tự như quá trình phát triển xương trong bào thai, bao gồm cả quá trình cốt hóa màng xương và cốt hóa nội sụn (endochondral). Trong gãy thân xương, nó được đặc trưng bởi sự hình thành của mô can.

Lành xương gián tiếp

Thường được chia thành 4 giai đoạn:

• Pha viêm
• Tạo can mềm (mô xơ, sụn)
• Tạo can cứng (mô xương non/ tân tạo (woven bone)
• Tái cấu trúc/ chỉnh sửa can xương (remodeling)

Mặc dù mỗi giai đoạn có những tính chất riêng biệt, sự chuyển đổi giữa các giai đoạn với nhau thường khó nhận biết và có thể được mô tả không thống nhất trong các tài liệu.

Pha viêm

Sau khi gãy xương (1-7 ngày), quá trình viêm bắt đầu ngay lập tức và kéo dài cho đến khi bắt đầu mô xơ, sụn hoặc xương được hình thành.

• Mạch máu vỡ, hình thành ổ tụ máu và xuất tiết dịch viêm, giải phóng các cytokine, tạo ra phản ứng viêm điển hình, tức là giãn mạch và sung huyết, di chuyển và tăng sinh các bạch cầu đa nhân trung tính, đại thực bào, v.v.
• Hoại tử xương ở đầu các mảnh gãy do thiếu máu, sau đó được loại bỏ bởi các hủy cốt bào (osteoclast), khiến cho ổ gãy nhìn rõ hơn trên phim XQ sau 1-2 ngày đầu.
• Tế bào máu thoái giáng, ổ máu tụ trở thành ô mô hạt chứa mạng lưới fibrin.

Tạo can mềm

Đau, sưng giảm và mô can mềm được hình thành. Tương ứng với thời gian các mảnh gãy không còn di chuyển tự do, khoảng 2-3 tuần sau khi gãy.

• Tạo xương từ màng xương (Intramembranous ossification): Tại vị trí rìa/ngoại vi của ổ gãy, nồng độ oxy cao và ít bị căng giãn cơ học, các tế bào tiền thân (osteoprogenitor cells) từ lớp cambium của màng xương biệt hóa thành nguyên bào xương (osteoblast), tạo thành các lớp xương non (woven bone) bao quanh bờ ngoài ổ gãy và lót lòng tủy.
• Tại trung tâm ổ gãy, nồng độ oxy thấp, căng giãn thường xuyên, các tế bào trung mô được biệt hóa thành nguyên bào sợi (fibroblast) và tế bào sụn (chondrocyte). Các tế bào này tiết ra chất nền sụn, chứa nhiều sợi collagen type II.
• Ô mô hạt trở thành mô can mềm sụn-sợi, với 2 bờ ổ gãy là các lớp xương non tăng sinh từ màng xương.

Vào cuối quá trình hình thành can mềm (3 tuần sau gãy), ổ gãy đủ vững để tránh di lệch chồng ngắn, tuy nhiên di lệch gập góc thứ phát vẫn có thể xảy ra.

Tạo can cứng

• Quá trình cốt hóa màng xương (Intramembranous ossification) vẫn tiếp tục tiếp  diễn.
• Tạo xương nội sụn (endochondral ossification): 
• Từ ngoại vị ổ gãy, nơi lực căng dãn ít, tế bào sụn phì đại rồi thoái hóa, bị đại thực bào. Chất nền ngấm calci kích thích các tế bào trung mô biệt hóa thành nguyên bào xương (osteoblast), biến đổi sụn đã khoáng hóa thành các bè xương non cứng chắc.
• Bắt đầu từ ngoại vi lan trung tâm, kết thúc khi mô sụn sợi biến đổi thành mô can cứng chắc (xương non), kéo dài trong 3-4 tháng.

Chỉnh sửa can xương

• Xương non được thay thế dần dần bởi mô xương phiến (lamellar bone) cứng chắc bằng với các đơn vị tái tạo xương (BMU – bone modelizing unit) diễn ra lập đi lập lại.
• Định luật Wolff: dưới tác dụng của lực nép ép, mô xương sẽ phản ứng lại bằng cách tăng sản, phì đại dọc theo đường truyền lực. Như vậy, nơi nào không bị lực tác động thì can xương tiêu đi mà không được thay thế, nhờ đó ống tủy được tái lập và xương được chỉnh trục.
• Quá trình có thể kéo dài nhiều năm.

Tham khảo

• Gueorguiev-Rüegg, B., & Stoddart, M. (2017). Biology and Biomechanics in Bone Healing. In R. E. Buckley, C. G. Moran, & T. Apivatthakakul (Eds.), AO Principles of Fracture Management (3rd ed., Vol. 1, pp. 9–26). Georg Thieme Verlag.
• Marsell, R., & Einhorn, T. A. (2011). The biology of fracture healing. Injury, 42(6), 551–555. https://doi.org/10.1016/j.injury.2011.03.031
• Le, D. (2011). Lành Xương Gãy. In M. Tran (Ed.), Bài giảng Chấn thương Chỉnh hình Phục hồi chức năng (1st ed., Vol. 1, pp. 44–50). Bộ môn Chấn Thương chỉnh hình – Phục hồi chức năng Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch.