Анализ потока гиалуроновой кислоты около фасции

при манипуляциях во время мануальной терапии.

Max Roman, PhD; Hans Chaudhry, PhD; Bruce Bukiet, PhD; Antonio Stecco, MD; Thomas W. Findley, MD, PhD.

The Journal of the American Osteopathic Association, USA.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контекст: Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять характеристики потока гиалуроновой кислоты (ГК) во время манипуляций, используемых в остеопатии и других мануальных методах лечения.

 

Цель: Применение 3-хмерной математической модели для изучения взаимосвязи между 3-мя мануальными движениями

в терапии (скольжение, перпендикулярные вибрации и движения по касательной) и деформационными свойствами ГК ниже слоя фасции.

 

Методы: была использована теория сжатия пленки смазки в теории гидромеханики для потока между 2-мя пластинами, а также уравнения Навье-Стокса.

 

Результаты: Давление ГК существенно увеличилось, так как фасция была деформирована во время мануальной терапии. Уровень давления был выше во время касательных колебаний (т.е. возвратно-поступательного скольжения) и перпендикулярной вибрации, по сравнению с постоянным скольжением. Это изменение давления ГК вызвано течением вблизи границ области фасцииальных манипуляций, и это привело к увеличению расхода смазки. Давление, создаваемое в жидкости между мышцами

и фасциями в остеопатической манипуляционной терапии, вызывает причины зазора жидкости для улучшения смазывания. Следовательно, толщина 2-х фасциальных слоёв также увеличивается. Таким образом, наличие увеличенного промежутка жидкости может облегчить сдвиг слоёв и позволяют мышцам работать более эффективно.

 

Вывод: Математическая модель, используемая авторами, позволяет предположить, что включение перпендикулярной вибрации и воздействуя по касательной может усилить действие лечения во внеклеточной матрице, обеспечивая дополнительные преимущества в мануальной терапии, если в настоящее время используются только скользящие движения.

Гиалурон или гиалуроновая кислота (ГК) находится во внеклеточном пространстве высших животных, в человеческоморганизме

в скелетных мышцах нижних конечностей, а также в рыхлой соединительной ткани. Фасция – это плотная соединительная ткань, которая связывая мышцы, кости и органы, образует сеть из этой соединительной ткани во всём организме. Фасциальная сеть играет важную роль в передаче механических усилий при изменении позы человека, для улучшения осанки и в других проявлениях динамики опорно-двигательного аппарата. 

Глубокие фасции являются многослойной структурой из плотной и рыхлой соединительной ткани, где гиалуроновая кислота производит обеспечение лёгкого скольжения в сочетании с эпимизием мышц.  Как показывают исследования, наиболее высокие концентрации ГК локализованы в мышечной поверхность глубокой фасции. Внутренний слой скольжения в связках обеих лодыжек и запястий содержит ГК-секретирующие клетки и др. модифицированные фибробласты. Кроме того, найдены ГК-секретирующие клетки во внутреннем слое кольцевого и крестообразного сухожилий в руках свежих, незабальзамированных трупов. 

Как препарат, улучшающий скольжение суставных поверхностей, ГК вводят в суставы, чтобы улучшить смазку и клинические функции. Исследователи изучили ГК в остеопатических контекстах, таких как заживление ран и лечения остеоартрита. Предполагая, что соседние слои хряща в суставе непроницаемы для ГК, приведены характеристики ГК в суставах следующим образом:

 

  • ГК в суставе амортизирует силы сжатия.

 

  • ГК не должны действовать как хорошая "граничная смазка”, но она увеличивает объемную вязкость синовиальной жидкости, что, в свою очередь улучшает режим смазки сустава.

 

  • Вязкость ГК значительно уменьшается с уменьшением зазора между поверхностями, в котором она находится.

 

  • С увеличением нагрузки на поверхность, толщина пленки уменьшается, тогда как с разгрузкой, толщина пленки увеличивается.

 

Когда внутреннее давление в фасциальном футляре превосходит венозное давление, возникает синдрома сдавления, который встречается во многих различных фасциальных отделах тела, а также в ногах, руках, в спине и живота. Этот синдром возникает из-за герметичности фасции, не позволяя жидкости утекать, что вызывает коллапс каналов венозного оттока. Кроме того, когда

во время ультразвукового исследования вводят жидкость -инъекции богатой тромбоцитами плазмы, в фасциальных слоях, можно наблюдать увеличение расстояния между соседними слоями. Эта плазма имеет значительно более низкую молекулярную массу, чем ГК, поддерживая понятие что ГК не пересекает фасциальные слои. Таким образом, для целей настоящего исследования, мы считаем, что фасциальные слои непроницаемы для гиалуроновой кислоты.

 

Методы, такие как Rolfing-терапия (структурная интеграция), массаж с механической вибрацией и фасциальных манипуляции нацелены на манипулирование в слоях фасции тела. Терапевты часто утверждают, что методы увеличения фасциального движения приносит полезные эффекты. 

В настоящем исследовании, мы рассматривали механические свойства 3-х различных движений, используемых в мануальной терапии: постоянное скольжение, перпендикулярные вибрации, и колебаний по касательной. Остеопатические манипулятивные методы лечения часто сочетают эти три основных движения. Степень давления в фасциальных слоях сильно варьируется

в зависимости от движений, применяемых терапевтами. Постоянное скольжение (например, глубокий массаж), предполагает применение терапевтом сжимающих усилий и сил, направленных по касательной с постоянной скоростью Перпендикулярные вибрации (например, массаж с механическим вибратором) воздействует на верхний слой фасции с помощью массажного инструмента с определённой периодичностью. С применением колебаний по касательной (например, фасциальные манипуляции), терапевт совершает быстрые возвратно-поступательные движения, чтобы воздействовать на ткани. 

 

Целью настоящего исследования было применение 3-хмерной математической модели для оценки потока ГК вокруг или

в пределах фасции при постоянном скольжении, перпендикулярной вибрации, и движений, направленных по касательной.

В процессе работы мы также намерены расширять наше осмысление перемещения ГК из смежных непроницаемые слоёв хряща в соседние слои фасции. Эта модель позволяет исследовать влияние давления, создаваемого ГК в тонкой пленке между мышцей и глубокой фасцией во время таких движений. Мы предположили, что это давление может быть потенциальным механизмом для клинических эффектов, наблюдаемых в приёмах мануальной терапии.

           

Методы

 

Сжатие пленки смазки в теории гидромеханики для потока между 2-мя поверхностями включены в качестве одного из ключевых элементов математической модели. Эта теория описывает поведение масляной пленки, заключенной между 2-мя поверхностями в тех случаях, когда одна из этих поверхностей подвергается давлению и тангенциальной (касательной) скорости.

Вязкость ГК не зависит от скорости сдвига в экспериментах с использованием различных частот и амплитуд, что имеет сходство

с поведением Ньютоновской жидкости. Касательное напряжение и градиент скорости в такой жидкости линейно зависимы. Коэффициент пропорциональности между этими величинами известен как вязкость. Гиалуроновая кислота имеет постоянную вязкость 5300 сП в диапазоне температур от 22 ° C до 31 ° C, измерения ГК, как и Ньютоновской жидкости, производим при комнатной температуре. Кроме того, экспериментальные данные напряжения сдвига и деформации сдвига для ГК, показали линейную зависимость между этими величинами, указывая на ньютоновское (или очень слабое неньютоновское) поведение

(рис. 1). 

 

Рис. 1.

Линейная зависимость между темпами напряжения сдвига и деформации сдвига для гиалуроновой кислоты.      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гиалуроновая кислота присутствует в эндомизии, перимизии, в нижнем слое фасции и во всей глубокой фасции. Толщина пленки ГК приблизительно 0,05 мм. Поскольку эта толщина несколько ниже предела разрешающей способности аппаратов УЗИ, мы будем анализировать ГК с теоретической точки зрения, пока аппаратные меры исследования ГК в естественных условиях

не станут доступны. 

При применении математической модели мы предполагали различные параметры скорости. Скорость, используемая

в постоянном скольжении, принимается как постоянная, равная 0,1 м / с. Это значение получено с помощью дискуссий с врачей, которые специализируются в технике глубокого массажа соединительной ткани (Рольфинге).

Типичные портативные массажёры работают на нижней частоте 15 Гц и высокой частоте 60 Гц синусоидальной формы. Следовательно, эти значения можно использовать в нашем рассмотрении перпендикулярной вибрации.

Для касательных движений были использован синусоидальные колебания с частотой 2 и 4Гц, которые были основаны

на практической оценке частоты, типичной в фасциальных манипуляциях мануальной терапии по Luigi Stecco. 

           

Как было отмечено нашими исследователями, которые работали с УЗИ-врачом для измерения глубокого фасциального слоя, когда нагрузка прикладывается к поверхности кожи, деформируются фасциальные слои, лежащие ниже, создавая угол между верхним и нижним фасциальным слоем. В результате "клин", который создается в деформированном состоянии генерирует давление в плёнке жидкости, при прохождении жидкости через него. Это давление может «поднять» верхний фасциальный слой таким же образом, что вода между шиной и поверхностью дороги может поднять движущийся автомобиль, в результате чего шина потеряет сцепление с дорожным покрытием (рис. 2). Чем быстрее движется автомобиль, тем больше давление жидкости

в водяном клине. Эта модель фасции и течение ГК в мануальной терапии согласуется с теорией сжатия пленки смазки в теории гидромеханики.

 

Рис. 2.

Теория сжатия пленки смазки в теории гидромеханики для потока между 2-мя поверхностями: автомобильная шина

в статическом состоянии (А) и в движении (B).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комментарий

 

Наклон должен присутствовать для создания градиента давления жидкости при постоянном скользящем движении. То есть, должна быть разница в толщине плёнки между правым краем и левым краем фасции. Если толщина плёнки постоянна, нарастания давления жидкости не происходит. Как было отмечено в ходе ультразвукового исследования, при приложении нагрузки на эпидермис, деформация по всей фасции варьируется между областью непосредственно под нагрузкой

и окружающими ненагруженными тканями. В случае перпендикулярной вибрации, компонент наклона отсутствует. Важное значение имеет лишь изменение высоты за счёт колебательного движения. В случае с перпендикулярной вибрацией, мы предположили, что толщина плёнки изменяется только в вертикальном направлении. 

 

Результат силы каждого типа движения показан на рис.3, на котором изображено пиковое давление, испытываемое нижним слоем фасции размером 25 × 25 мм.

Как можно видеть, в результате постоянного скользящего движения генерируется самое низкое давление жидкости. В то же время, давление жидкости в значительной степени зависит от скорости, с которой выполняется терапия (т.е. при более интенсивных манипуляциях можно создать более высокое давление жидкости). Заметим, что на практике, скольжение, превышающее 0,1 м / с, как правило, не применяется.

Тангенциальные колебания (т.е. возвратно-поступательное скольжение) генерирует несколько больший уровень давления текучей среды, так как большие скорости могут быть более легко применены на более коротком расстоянии. Поскольку частота движения увеличивается, пиковое давление жидкости также возрастает линейно.

Наконец, и это также видно, перпендикулярно направленные вибрации, вызывают самые высокие пиковые нагрузки. При 60 Гц, пиковое давление жидкости во много раз больше, чем для любой постоянной скольжения или колебаний по касательной. Опять же, это различие обусловлено большими скоростями, которые могут быть использованы при применении вибрации, в отличие

от скольжения. Мы, однако, хотим подчеркнуть, что, большее максимальное давление, создаваемое во время колебательных движений, таких как, перпендикулярные вибрации и возвратно-поступательные скольжения по касательной - весьма переменно. В постоянном же скользящем движении, пиковое давление ниже, но оно поддерживается на одном уровне на протяжении всего скользящего движения. Давлением жидкости, возникающим между 2-мя поверхностями вызывается увеличение зазора

и, следовательно, расстояние между 2-мя слоями фасций увеличивается. Присутствие увеличенного зазора жидкости позволяет улучшить скольжение в системе, в результате чего мышцы могут работать более эффективно. Каждый тип мануального движения может иметь свои преимущества. Будущие исследования должны рассмотреть каждое из движений более подробно. 

 

Рис.3

Сравнение роста давления для постоянного скольжения, перпендикулярной вибрации, возвратно-поступательного скольжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В случае с перпендикулярной вибрацией, мы предположили, что амплитуда колебаний остаётся постоянной, поскольку частота была скорректирована от 15 Гц до 60 Гц. Следует, однако отметить, что на практике амплитуда изменяется не так линейно, как изменяется частота колебаний механического вибратора (увеличивается или уменьшается). Поскольку частота увеличивается, амплитуда должна уменьшаться.

Другим выводом математической модели является то, что она дает возможное объяснение снижения адгезии между различными тканями, о котором сообщали как терапевты, так и пациенты. Пока неясно, будет ли изменение смазки из-за ГК продолжаться

и после прекращения мануальных терапевтических воздействий. Последующие сеансы могут потребоваться для продолжения продвижения ГК в фасции, если происходят другие более долгосрочные структурные изменения; такие изменения аналогичны тем, что происходят в соединительнотканных структурах, которые позволяют скольжения сухожилиям.  

Текущее разрешение аппарата УЗИ может воспроизвести изображения слоёв жидкости от 100 до 200 мкм. Тем не менее, анатомические исследования даже в более высоком разрешении будут необходимы для оценки структурных изменений соединительной ткани при помощи экстракорпоральных методов, таких как листовая пластинация или тонкая визуализация при помощи режима второй (тканевой) гармоники.  

Наши результаты позволяют предположить, что использование механического массажёра может улучшить скольжение между различными анатомическими структурами, чем при использовании только мануальной терапии.

Мы считаем, что терапевты, которые используют другие механические инструменты—такие, как 6 инструментов особой формы, изготовленных из нержавеющей стали, используемые в технике Грастона - могут извлечь больше пользы, чем только от методов мануальной терапии. Эти инструменты используются для оказания давления на гораздо меньшей площади по сравнению

с пальцем терапевта или его ладонью и преимущества могут возникнуть из-за большего градиента давления в слое ГК.

Будущие исследования должны быть направлены на измерение нагрузки и поперечных сил, а также толщины слоя гиалуроновой кислоты, во время мануальной терапии, чтобы затем быть использованными для повышения действенности наших методов и для усовершенствования существующих техник мануальной терапии.

 

Вывод

 

Математическая модель предполагает, что если в настоящее время Вы используют только постоянные движения скольжения, включение перпендикулярной вибрации и колебаний по касательной (возвратно-поступательного скольжения) может обеспечить дополнительные преимущества в Вашей мануальной терапии. 

 

Московский Филиал Института Апледжера, Россия, Кабинет мануального терапевта, Телесно-ориентированный психотерапевт.

129336, г. Москва, Таёжная улица, дом 1, "Devon Resort & Spa" (бывший санаторий "Светлана"), главный вход, лифт II.

Напишите нам    craniosac2@gmail.com

                              craniosac2@yandex.ru

Институт Барраля, институт Апледжера, обучение в Москве
Институт Барраля, институт Апледжера, обучение в Москве
Институт Барраля, институт Апледжера, обучение в Москве
Институт Барраля, институт Апледжера, обучение в Москве
Институт Барраля, институт Апледжера, обучение в Москве

Запишитесь на семинар    8 (495) 120 - 4 - 351

  Обратитесь

к специалисту в Москве   8 (903) 117 - 2 - 351

  Запишитесь на приём

в г. курорте Анапа                 +7 (928) 330-29-87

Санкт-Петербург +7 (812) 646-54-50,       Москва  8 (495) 120-4-351,      Краснодар +7 (988) 359-53-92,        Новосибирск +7 (913) 942-24-19,         Чита +7 (914) 145-75-02