Poate un branț pentru persoanele obeze să mențină arcul piciorului împotriva hiperîncărcării repetate
Abstract
fundal
Branțurile sunt adesea aplicate ca terapie preventivă a deformării piciorului plat, dar efectele terapeutice asupra persoanelor obeze sunt încă controversate. Ne-am propus să investigăm efectul utilizării branțului asupra modificărilor dependente de timp în arcada piciorului în timpul unei simulări de încărcare repetată concepută pentru a reprezenta 20.000 de pași adiacenți la indivizi cu o valoare a IMC în intervalul 30-40 kg/m 2 .
Metode
Optsprezece picioare cadavre au fost împărțite aleatoriu în următoarele trei grupe: normal, obez și branț. Zece mii de sarcini ciclice de 500 N (grup normal) sau 1000 N (grupe obeze și branț) au fost aplicate la picioare. Am măsurat schimbarea dependentă de timp a înălțimii arcului și am calculat indicele arcului osos (BAI), flexibilitatea arcului și absorbția energiei.
Rezultate
Grupul normal a menținut mai mult de 0,21 BAI, care este criteriul de diagnostic pentru o arcadă normală, pe parcursul celor 10 000 de cicluri; cu toate acestea, BAI a fost mai mică de 0,21 la 1000 de cicluri în grupul obez (medie, 0,203; interval de încredere 95% [CI] 0,196-0,209) și la 6000 cicluri în grupul branțului (medie, 0,200; IC 95%, 0,191-0,209 )). Deși a existat o scădere semnificativă în funcție de timp a flexibilității și absorbției de energie atât în grupul obez, cât și în cel al branțului (
fundal
Deformitatea dobândită a adulților (AAFD) este o tulburare a piciorului caracterizată prin prăbușirea arcului longitudinal medial, răpirea antepiciorului și eversiunea piciorului posterior [1]. Această deformare a piciorului este asociată cu pierderea treptată a funcției cu durere intensă și provoacă tulburări de mers în activitățile zilnice de viață (ADL) [2]. Deși etiologia AAFD rămâne neclară, o valoare ridicată a indicelui de masă corporală (IMC) este considerată a fi un factor de risc pentru AAFD atât la bărbați, cât și la femei [3].
Branțurile sunt adesea utilizate ca tratament conservator de primă linie pentru AAFD datorită disponibilității lor imediate, a costurilor mai mici și a ușurinței de utilizare de către pacient [2, 4, 5]. Efectele cinematice și terapeutice ale tălpilor interioare au fost raportate la pacienții cu AAFD [6, 7], iar unele studii cinematice au demonstrat că tălpile interioare reduc mișcările anormale, cum ar fi eversiunea articulației anterioare și subtalare sub o singură încărcare în AAFD [8, 9] . Cu toate acestea, efectele tălpilor interioare asupra AAFD cu obezitate rămân controversate [6, 10] deoarece aceste mișcări anormale se agravează odată cu creșterea sarcinii axiale [11, 12]. Un studiu de urmărire a raportat că 62,5% dintre pacienții cu AAFD la care tratamentul conservator nu a avut un IMC> 30 kg/m 2 [4]. Aceste rezultate sugerează că eficacitatea branțurilor poate fi limitată de caracteristicile pacientului, iar timpul ar putea modifica efectul branțurilor pentru persoanele obeze.
Scopul acestui studiu a fost de a investiga efectele utilizării branțului asupra modificărilor dependente de timp în structura arcului picioarelor cadavre în timpul încărcării repetate. Modelul nostru experimental a fost conceput pentru a reprezenta 20.000 de pași adiacenți (15-18 km mers pe jos) la indivizi cu IMC de 30-40 kg/m 2. Am întrebat, (1) poate branțul să mențină arcul piciorului împotriva încărcării repetate în prezența obezității și (2) utilizarea unui branț afectează flexibilitatea și absorbția energiei arcul piciorului în obezitate?
Metode
Pregătirea eșantionului
Acest studiu a fost aprobat de către comisia noastră de revizuire instituțională (IRB). Toate exemplarele au fost obținute din programul de donație corporală condus de Universitatea de Medicină Sapporo (Shiragiku-kai). Acest program își donează corpurile pentru educație medicală și cercetare după moarte. Donarea a fost aprobată de membri în timp ce sunt în viață. Am studiat 18 picioare proaspete congelate de la 4 femei și 14 bărbați cu o vârstă medie de 82 de ani (interval, 59-93). Paisprezece exemplare erau picioare stângi și 4 aveau dreptate. Picioarele cadaverice cu deformări, inclusiv contractura articulară, cicatrizarea postoperatorie și arcada joasă sau înaltă, conform evaluării indicelui arcului osos (BAI) [13], au fost excluse din acest studiu. Probele au fost împărțite aleatoriu în următoarele trei grupe: normal ( = 6), se blochează (n = 6) și branț (n = 6).
Fiecare specimen a fost tăiat la treimea proximală a piciorului. Țesuturile moi au fost îndepărtate la 5 cm de capetele tăiate ale tibiei și fibulei. Tibia și fibula au fost fixate cu fire Kirschner de 2 mm și încorporate în poli (metacrilat de metil) cu un tub acrilic de 5 cm diametru. Tendonul tibial posterior a fost expus la 5 cm proximal de maleola medială, iar tuberozitatea naviculară a fost expusă cu o incizie cutanată minimă.
Piciorul a fost așezat pe o placă de forță cu axul tibial perpendicular pe placă, și apoi fixat pe un jig personalizat în poziția neutră. Starea greutății normale a fost simulată prin aplicarea unei sarcini axiale de 500 N la eșantioanele de grup normale. Obezitatea a fost simulată prin aplicarea unei sarcini axiale 1000-N (reprezentând obezitate de clasa I-II, intervalul IMC 30-40) la eșantioanele din grupul obez și din grupul de branț. Branțul (suport arc, Nakamura Brace Co., Shimane, Japonia) a fost conceput pentru a susține arcul metatarsian transversal longitudinal medial și lateral al piciorului (Fig. 1a). Branțul a fost realizat din cauciuc siliconic, care are un set de compresie permanent scăzut și își păstrează forma originală și proprietățile mecanice după un test de oboseală cu 10.000 de cicluri de încărcare (Fig. 1b).
Vedere anterioară și medială a branțului din cauciuc siliconic. Branțul din cauciuc siliconic a fost conceput pentru a susține arcul metatarsian și arcul longitudinal medial și lateral al piciorului (A). Curba Stress-Strain din cauciuc siliconic. Linia albastră a indicat curba tensiune-deformare în primul ciclu, iar linia roșie a indicat curba tensiune-deformare după încărcarea de 10.000 de cicluri ()
Sistem experimental
Sistemul experimental fabricat, care simulează faza intermediară a mersului, a fost descris în detaliu [14]. S-au aplicat încărcături la capătul proximal al eșantioanelor folosind o mașină de testat material (AG-I, Shimadzu, Kyoto, Japonia). Sarcina a fost setată la 500 N (greutate normală) sau 1000 N (obezitate) și a fost monitorizată de patru celule de încărcare (FC22, Measurement Specialties Inc., Hampton, VA, SUA; capacitate 45 kgf, neliniaritate ± 1% la scară completă) sub placa de forță (Fig. 2). Sistemul de încărcare axială ciclică, care a fost compus din mașina de testare a materialului și o greutate de 500 N sau 1000 N, atârnată pe capul transversal superior, a oscilat la o viteză a capului transversal de 10 mm/s și a efectuat până la 10.000 de cicluri . Am folosit un computer personal cu software de control (Trapezium, Shimadzu, Kyoto, Japonia) pentru a configura programul de încărcare ciclică pentru a realiza sarcini de la 0 la 500 N sau 1000 N. Frecvența de încărcare a fost de 1 ciclu pe secundă (1 Hz) și un ciclu a constat dintr-o fază de rezistență la greutate (definită ca cel puțin 50 N de forță aplicată piciorului) și o fază fără rezistență la greutate (definită ca fiind mai mică de 50 N).