Biomekanisk studie av uppkomst och behandling av stressfrakturer i tibia hos idrottare

Bakgrund och syfte med projektet

Listan på svenska elitidrottare som drabbats av stressfrakturer är lång. Dessutom drabbar stressfrakturer inte bara elitidrottare, utan även motionärer. Ett liknande fenomen ses numera även hos äldre kvinnor som behandlats för benskörhet. Skadorna är smärtsamma och svårläkta.

Vi använder en kombination av kliniska data, röntgen och datortomografibilder från drabbade patienter, och mekanisk modellering med finita element metoden. Vi ställde frågan om de lokala töjningarna i sprickan är så stora att de motverkar bennybildning och läkning av sprickan? Tidigare använde vi en förenklad modell för att undersöka vi om en rationell behandling vore att borra ett hål i sprickan för att minska töjningarna (Fågelberg et al., 2015).

Dessa resultat har vi arbetat vidare på genom att förbättrat modellen avsevärt främst avseende bättre beskrivning av belastningsfallen inkl aktiva muskelkrafter, samt effekten av att beskriva sprickan mikrogeometri korrekt.

Målet var att: Undersöka hur sprickans oregelbundna mikrogeometri påverkar de mekaniska miljön i sprickan, samt om påverkan av spaltutvidgning ändras i och med detta, samt hur resultaten korrelerar med teorier för vävnadsdifferentiering av läkningen i sprickan.

Populärvetenskaplig sammanfattning av projektresultaten

Listan på svenska elitidrottare som drabbats av stressfrakturer kan göras lång. Skadorna är smärtsamma, och framförallt svårläkta. Ofta tar läkningsprocessen så lång tid att idrottarens elitkarriär riskerar att vara över. Stressfrakturer drabbar inte bara elitidrottare utan även motionärer på alla nivåer. Speciellt antalet drabbade så kallade ’elit-motionärer’ har ökat kraftigt de senaste åren med den våg av ökat intresse kring motionslopp av långloppskaraktär som gått genom Sverige.

Projektet ämnade att studera stressfrakturers tillväxt samt att utforska nya potentiella behandlingsstrategier. Detta gjordes genom användandet av kliniska röntgen- och datortomografibilder från en specifik patient där både makroskopiska bilder på hela lårbenet och mikroskopiska bilder från en 11mm biopsi av sprickan fanns. Genom mekanisk modellering och finita element beräkningar inom benmekanik och vävnadsdifferentiering, har vi kvantifierat töjningarna i sprickan både i en förenklad modell där spricka var rak och i en modell där sprickans oregelbundna mikrogeometri simulerades.

Resultaten visar att vår hypotes om mycket höga töjningar i sprickan stämde, men också att sprickans oregelbundna mikrogeometri delvis minskar töjningarna i sprickan och fungerar som spänningsskyddande. Genom att jämföra de beräknade töjningarna och vätskeflödena med teorier för vävnadsdifferentiering, så fann vi att en majoriteten av vävnaden i sprickan skulle förbli mjuk fibrösvävnad, och väldigt lite ben skulle bildas.

Vi konkluderar att genom att jämföra värden på töjningar och vätskeflöden med gällande teorier för vävnadsdifferentiering och benläkning, så kan vi förklara stressfrakturernas svåra läkning. Olika principer för hur läkning på påskyndas kan simuleras i denna modell i framtida studier.

Läs mer

Projektansvarig:
Hanna Isaksson
Projektnummer:
P2014-0014
Lärosäte:
År:
2014
Nyckelord:

Feedback

All form av feedback är välkommen.

Var innehållet i artikeln det du sökte efter?
Skriv en kommentar
Ditt meddelande är skickat!