Morphomechanics of the Thumb Interphalangeal Joint // Морфомеханика на дланно-фалангеалната става на палеца

Abstract

Дланно-фалангеалната става на палеца е от безспорно значение за хватателната функция на ръката Тя е ангажирана в редица трудови и спортни дейности, което повишава риска от травми като луксации и фрактури. В този смисъл тя е от интерес за ортопедичната и спортномедицинската практика. С напредване на възрастта значение придобиват и дегенеративните заболявания на тази става. Целта на проведените изследвания бе с помощта на три морфологични параметъра: геометрия на ставните повърхности, субхондрална костна плътност и дебелина на субхондралната зона на минерализация, да се проучи адаптацията на тази става към дълготрайно действащите натоварвания. Геометрията на 4 анатомични препарата бе анализирана въз основа на координатите на 25 точки за всяка ставна повърхност, които бяха използвани за съставянето на уравнения. Математическият анализ показа наличие на криви от втора степен-елипси и хиперболи. Геометрията на двете ставни повърхности се определя от специфичните и индивидуални комбинации между тези два типа криви. Дебелината на субхондралната зона на минерализация бе изследвана на 4 анатомични препарата. От тях бяха подготвени хистологични срезове, които бяха проучени морфометрично. Изготвени бяха карти на повърхностите, чиито анализ показва преобладаване на полиморфен тип на разпределение на този параметър. Плътността на субхондралната кост бе анализирана по метода на рентгеновата дензитометрия върху 4 анатомични препарата и по метода на компютърната томография-остеоабсорбциометрия на 75 анатомични препарата. Резултатите показаха наличие на 4 типа на разпределение на субхондралната костна плътност, като преобладаваше полиморфният тип с дорзален максимум. По-високата степен на минерализация на основата на проксималната фаланга показва по-голямото натоварване на тази ставна повърхност. Големите натоварвания се поемат предимно от дорзалната зона на конкавната ставна повърхност. Моделите на разпределение за basis phalangis proximalis показват, че има по-малка контактна област в сравнение с главата на метакарпалната кост. Разширението на максимумите на плътност в радиална посока доказва по-голямото натоварване на тази зона, свързано с хватателните движения. Доказаните в хода на изследванията радиални хрущялни лезии корелират с разположените тук максимуми на плътността. Резултатите от проучванията на дланно-фалангеалната става на палеца могат да намерят клинично приложение, ако в хода на изследването има съмнение, че в основата на ставната патология лежи механична причина. Тогава абнормно положение на максимумите на плътност може да се интерпретира като възможност за състояние на преартроза.

Thumb interphalangeal joint is of undeniable importance for the gripping hand function. It is involved in a number of occupational and sports activities which increases the risk of traumas such as luxation and fractures. In this respect it is of interest to the orthopaedic and sports medicine. With age advancement the degenerative diseases of this joint also become important. The aim of this study was to examine the adaptation of this joint to long-term workloads using three morphological parameters: geometry of joints, subchondral bone density and thickness of the submerged zone of mineralization. The geometry of 4 anatomical preparations was analysed based on the coordinates of 25 points for each joint surface used later for compiling equations. The mathematical analysis showed the presence of second-order ellipse and hyperbolic curves. The geometry of the two joint surfaces is determined by the specific and individual combinations of these two types of curves. The thickness of the subchondral zone of mineralization was studied in 4 anatomical preparations. Histological sections were prepared out of these for the purpose of a morphometric analysis. Surface maps were prepared the analysis of which shows the predominance of the polymorphous distribution pattern of this parameter. The density of the subchondral bone was assessed by X-ray densitometry on 4 anatomical preparations and by computed tomography-osteoabsorptiometry method of 75 anatomical preparations. The results showed the presence of 4 types of distribution of subchondral bone density, with predominant polymorphic type with dorsal maximum. The higher degree of mineralization based on the proximal phalanx indicated the greater load on this joint surface. Larger loads were taken mainly by dorsal zone of the concave joint surface. Basis phalangis proximalis distribution patterns showed that there was less contact area compared to that of the metacarpal bone head. Expansion of the maximum densities in radial direction proved the greater load of this zone associated with the gripping movements. The radial cartilage lesions demonstrated in the course of the study correlated to the maximum densities. Palpebral joint resection results may be clinically useful if, during the course of the study, there was a suspicion that a mechanical cause lies in the basis of joint pathology. The abnormal position of the density maxima could then be interpreted as a potential for pre-arthrosis state.