Sylabus
1. Úvod do předmětu. Biomechanika a bioreologie kostí, biomechanika kloubů, šlach a vazů, bioreologie kostní dřeně a její vliv na vlastnosti kostní tkáně - tlumení nárazů a odolnost dlouhých kostí k deformacím, vliv na remodelaci a hojení, biomechanika kosterních svalů a periferních nervů. Modelace a remodelace skeletu (MUDr. Ivo Mařík, CSc.). 2. Složení živé hmoty, molekulární biomechanika /cytoskelet, biomechanické jevy na buněčné úrovní, iontové kanály, receptory a mezibuněčná hmota/. Problematika kostních dysplázií v konfrontaci s poznatky molekulární biologie (MUDr. Miloslav Kuklík, CS., Ambulantní centrum pro vady pohybového aparátu v Praze 3, Olšanská 7, 3. patro). 3. Funkční adaptace kostí (remodelace skeletu) a její biomechanické a bioreologické příčiny (viskoelastické vlastnosti kostní tkáně, deformačně - reologické účinky na činnost osteoblastů a osteoklastů, remodelace zdravé kostní tkáně - získané vady končetin /poúrazové, pozánětlivé dysostózy a jiné poruchy růstu/). Patogeneze geneticky podmíněných deformit dlouhých kostí na základě vrozeně naprogramované genetické poruchy, biomechanických zákonů (remodelace fyziolgické a patologické kostní tkáně) a jako důsledek neurálně dlouživého růstu spinálních a periferních nervů, tzv. makroneurotrofní růst /experimentální práce M. Rotha/ (MUDr. Ivo Mařík, CSc.). 4. Klinicko-radiologická diagnostika a klasifikace konstitučních kostních chorob (kostní dysplazie), příklady patologické kostní remodelace, léčebné možnosti kozervativní (řízená remodelace dlouhých kostí pomocí vysokoúčinných ortéz s nastavitelným předpětím) a chirugické (biomechanické indikace korekčních, segmentárních a prodlužovacích operací, biomechanické a biologické předpoklady hojení kostních regenerátů při prodlužování dlouhých kostí a mnohočetných osteotomií fixovaných intramedulárně) + p r a k t i k u m (MUDr. Ivo Mařík, CSc.). 5. Končetinové vady - klasifikace. Biomechanické a biologické předpoklady k prodlužovacím operacím, nebo epifyzeodéze v oblasti kolenního kloubu. Ortotické léčení vrozených a získaných deformit končetin a nohou (MUDr. Ivo Mařík, CSc.). 6. Morfogeneze a etiopatogeneze končetinových vad. Modelové situace vrozených vad na zvířatech. Definice malformací, deformit, disrupcí, syndromů, sekvencí a asociací (klinické příklady syndromů biomechanicky významných). Mikrosymptomy a epigenetické znaky. Základy dermatoglyfiky, dermatoglyfické vzory u kostních dysplazií a končetinových vad
+ p r a k t i k u m (MUDr. Miloslav Kuklík, CSc., Ambulantní centrum pro vady pohybového aparátu v Praze 3, Olšanská 7, 3. patro). 7. Antropometrické hodnocení růstu a proporcionality, symetrie a asymetrie, vrozené poruchy růstu, predikce výšky postavy, zkratu či přerůstu jednotlivých segmentů končetin, kostní a kalendářní věk - maturace
+ p r a k t i k u m (RNDr. Dana Zemková, 2. dětská klinika, Karlova Universita v Praze a FN Motol a Ambulantní centrum v Praze 3, Olšanská 7, 3. patro). 8. Biomechanika páteře za fyziologických i patologických podmínek, (skoliózy, kyfózy, kyfoskoliózy idiopatické, systémové a vrozené) a možnosti léčení (indikace pro komplexní léčení konzervativní a chirurgické) + p r a k t i k u m (MUDr. Petr Zubina, Ambulantní centrum pro vady pohybového aparátu v Praze 3, Olšanská 7, 3. patro). 9. Biomechanika ruky za fyziologických a patologických podmínek, možnosti rehabilitačního a ortotického léčení, rekonstrukční chirurgie u vrozených a získaných vad ruky
+ p r a k t i k u m (MUDr. Václav Smrčka, CSc., Ambulantní centrum pro vady pohybového aparátu v Praze 3, Olšanská 7, 3. patro. 10. Biomechanika v ortopedii, biomechanika umělých náhrad velkých kloubů, 1. a 2. fáze remodelace kortikalis na makroúrovni (Prof. Ing. Miroslav Petrtýl, Katedra stavební mechaniky a biomechaniky, Stavební fakulta ČVUT, Praha)
Anotace
V současné době je úsilí biomechaniků namířeno především na svalově - kosterní systém zdravých lidí. Zkoumají se mechanické vlastnosti zdravého skeletu většinou u mladých zdravých lidí - studentů, sportovců aj. Méně poznatků bylo získáno o biomechanických změnách skeletu v období růstu a stárnutí člověka. Jen ojedinělé poznatky byly uveřejněny o biomechanice a pathobiomechanice vrozených skeletálních vad, které se projevují při narození nebo v období růstu.
Obrovské pokroky a léčebné úspěchy v ortopedii a traumatologii za posledních 25 let byly dosaženy díky poznatkům o biomechanice pohybového ústrojí, podmínkách hojení kostní tkáně a možností jejích náhrad biomateriály (v posledních letech se zavádí i léčení kmenovými buňkami kostní dřeně), díky vývoji implantátů pro osteosyntézu dlouhých kostí a páteře a umělých náhrad kloubů. Omezené možnosti jsou při léčení patologických stavů, kdy mechanické vlastnosti kostní tkáně jsou významně porušeny chorobou, věkem anebo vrozenou vadou. Zejména pak růstové období jedinců s vrozenými vadami skeletu - systémové a končetinové vady - je oblastí biomechanicky jen málo probádanou.
Vrozené vady pohybového ústrojí představují experiment přírody a lze na nich studovat pathobiomechaniku skeletu přímo. Vrozené skeletální vady zahrnují rozsáhlé skupiny systémových vad tzv. kostní dysplazie a skupiny končetinových vad. Časté bývá i postižení jiných systémů včetně centrálního nervového systému. Z celosvětových epidemiologických studií se odhaduje, že vady pohybového ústrojí představují asi 2/3 všech vrozených vad. Biomechanicky závažných vad je podstatně méně. Odhadujeme, že v České republice se každoročně narodí asi 200 - 300 dětí závažně postižených, z čehož vyplývá, že ve věkovém rozmezí O - 25 let potřebuje odbornou komplexní péči asi 4 000 pacientů. Antropometrické vyšetřovací metody jsou spolu s rentgenologickým vyšetřením dodnes základem pro diagnostiku, ale využíváme je i pro rozvahu k operačnímu léčení, stanovení timingu a při hodnocení dosažených výsledků. Poznávání pathobiomechaniky a výzkum zaměřený na léčení biomechanicky závažných vrozených i získaných postižení pohybového ústrojí zejména v období růstu spolu s komplexní víceoborovou péčí přispívá k zařazení těchto postižených do společnosti jako soběstačných plnohodnotných jedinců. Ekonomické důsledky jsou evidentní.