Lành xương gãy là một quá trình đặc biệt, không như lành mô mềm mà hình thành sẹo.
Kết thúc của quá trình này vết gãy xương sẽ được lành và phục hồi chức năng bình thường của xương. Thời gian lành xương từ 6 - 8 tuần sau khi bị tổn thương ban đầu (Johnson, 2005).
Xương có thể tự lành vết gãy không cần cố định tại vị trí gãy hay lành xương nhờ cố định. Quá trình lành xương được chia làm 3 giai đoạn là giai đoạn viêm, giai đoạn sửa chữa và giai đoạn tái tạo hay trưởng thành (hình 1.21).
1.8.1. Giai đoạn viêm
Hình 1.21. Các giai đoạn hồi phục xương gãy (Nguồn: Johnson, 2005) Khi xương bị gãy gây tổn thương các mạch máu, cấu trúc xương, mô mềm xung quanh, cơ và thần kinh. Ngay lập tức theo sau tổn thương là một đáp ứng viêm xảy ra.
Giai đoạn này xảy ra khi có hiện tượng chấn thương bị gãy xương, các mạch máu nhỏ bắt đầu co mạch để cầm máu, quá trình này xảy ra trong thời gian ngắn chỉ vài phút đồng thời tại vị trí có sự dãn mạch. Các dịch thể sẽ từ mạch máu vào nơi vết thương, kèm theo tăng tính thấm thành mạch. Mạch bạch huyết được phủ lớp fibrinogene, các yếu tố đông máu khác có trong dịch thẩm xuất từ các mạch máu
30
nhỏ. Các tiểu cầu và yếu tố tăng trưởng lôi kéo các tế bào đáp ứng viêm đến vị trí tổn thương. Tiểu cầu tham gia vào nội mô trong vòng từ 30 đến 60 phút sau khi bị gãy xương.
Các tiểu cầu cùng với bạch cầu hạt di chuyển qua các lỗ của mạch máu đến vùng tổn thương. Các tế bào này kích thích và phóng thích enzyme phá vỡ các mảnh vỡ tế bào. Bạch cầu đơn nhân cũng theo vòng tuần hoàn và trở thành đại thực bào tại vị trí tổn thương. Các đại thực bào thực hiện thực bào các tế bào hoại tử, các mảnh vỡ của tế bào. Bạch cầu đơn nhân phóng thích các chất xúc tác biệt hóa các nguyên sợi bào (fibroblast). Các lympho bào cũng tham gia đến chỗ viêm hoạt động hệ thống enzyme tiêu thể, sản xuất interferon, chất gây sốt, tổng hợp huyết khối ở mô và prostaglandin, chúng tham gia quá trình tiêu diệt các vật chất lạ từ vết thương, chống lại nhiễm trùng, tạo huyết khối. Qua các quá trình trên làm cho thú có dấu hiệu lâm sàng ở vị trí tổn thương là nóng, sưng, đỏ kèm (Probst, 1993). Theo Toben (1986), quá trình viêm kích thích xương và hệ thống miễn dịch giúp cho quá trình lành xương, tế bào lympho có mặt ở huyết khối vào ngày thứ 3 và ngày thứ 14 trong mô sẹo hóa cứng. Shapiro (2008), cho rằng xương hình thành theo 2 cơ chế là màng bên trong của xương được hình thành và tiếp theo là xương sụn. Xương được phát triển phụ thuộc vào máu cung cấp.
1.8.2. Giai đoạn sửa chữa
Trong vài ngày khối tụ máu được tạo thành tại vùng gãy, các bạch cầu đơn nhân và nguyên sợi bào bắt đầu chuyển hóa các khối tụ huyết, các tế bào bắt đầu xâm lấn các cục máu đông, nhanh chóng sản xuất các mô như mô hạt, mô sẹo, mô sợi và mô sụn. Giai đoạn này là bước khởi đầu của quá trình sửa chữa, chúng phát triển nhanh gia tăng cố định vùng gãy, các đường gãy được liên kết mỏng manh.
Nếu vết thương không bị nhiễm trùng, đại thực bào sẽ dọn sạch các tế bào chết và mảnh vỡ của tế bào, nguyên sợi bào được di trú đến, collagen sẽ kết tụ. Nếu không có đại thực bào hiện diện thì lượng nguyên sợi bào sẽ rất thấp, số lượng collagen được sản xuất ra ở vết thương sẽ ít đi. Tuy nhiên, nếu có hiện diện của nhiễm khuẩn, các bạch cầu hạt thực hiện chống nhiễm trùng, tiểu cầu và các yếu tố tăng
31
trưởng sẽ tăng cường nguyên sợi bào di chuyển đến vết thương. Chúng tạo thành khối u sẹo bên ngoài bao quanh vị trí gãy do tế bào trung mô. Chúng chuyển hóa thành u sụn mềm bắt đầu ngấm khoáng, chuyển hóa thành can-xi. Các mao mạch bắt đầu hình thành từ bên ngoài cung cấp máu nơi hóa sụn can-xi cung cấp dưỡng chất cho vết thương. Các mô hạt tại vùng gãy chuyển hóa thành trung mô và liên kết sợi rất nhiều collagen. Chúng liên kết bắt cầu, nối hai vùng gãy lại với nhau và can-xi hóa bắt đầu chuyển từ ngoài vào trong. Các tế bào mô xương bắt đầu tăng sinh chuyển hóa thành sụn, sau đó phát triển thành xương. Mạch máu bên trong bắt đầu hình thành các mao mạch phát triển phân nhánh liên kết mạch máu của 2 bờ gãy với nhau cung cấp phía trong tủy xương. Theo Nona (2009), khi có gãy xương sẽ bắt đầu quá trình đáp ứng miễn dịch rối loạn tế bào tạo xương và hủy cốt bào thông qua việc sản xuất các cytokine.
1.8.3. Giai đoạn tái tạo và trưởng thành
Là giai đoạn cuối cùng của quá trình sửa chữa lành xương gãy để phục hồi chức năng và chịu lực của xương. Giai đoạn này chiếm 70% thời gian của quá trình lành xương, các mô sẹo tạo khối u bên ngoài từ từ chuyển hóa giảm dần và biến mất. Các mô sẹo bên trong tiếp tục hình thành xoang tủy của thân xương. Sự phát triển của mô sẹo từ mềm chuyển thành cứng phụ thuộc vào lượng máu cung cấp để đạt được chắc chắn liên kết của vùng gãy. Sự ổn định của xương gãy và lưu lượng máu được cung cấp đến vị trí gãy sẽ quyết định quá trình lành xương. Nakamura (1998), thực nghiệm điều trị gãy xương đùi trên chó, sử dụng bFGF (basic fibroblast growth factor) để điều trị với liều duy nhất 200 mg vào thời gian 2, 4, 8, 16 và 32 tuần. Vào lúc 4 tuần tuổi mô sẹo sẽ nở rộng diện tích và sau đó tăng lượng khoáng vào mô sẹo lúc 8 tuần. Ngoài ra bFGF còn tăng hủy cốt bào ở mô sẹo của màng xương vào tuần thứ 2 và giúp tiến trình lành xương nhanh, sự hồi phục của xương gãy vào tuần thứ 16. Watanabe (2001), đã nghiên cứu quá trình lành xương ở chuột khi làm gãy xương đùi và dùng sóng âm (AE) kiểm tra lực căn và xoắn vào tuần thứ 4, 6, 8 và 12 sau khi gãy xương. Kết quả cho rằng lực căn và xoắn cơ học tại vị trí gãy tăng theo thời gian, và độ chịu lực đạt được vào lúc 8 tuần, khi đó các mô sẹo, can-xi hóa tại vị trí gãy đạt độ bền 50%.
32 Lành xương gãy chính yếu
Lành xương chính yếu yêu cầu phải được cố định chắc chắn và không được có tình trạng nén các đầu xương. Không giống như lành xương thứ cấp là ngăn chặn sự hình thành mô sẹo ở xương xốp và vỏ xương nhằm giúp gắn kết các đầu xương gãy.
Lành xương lấp trống
Lành xương lấp trống có 2 giai đoạn: giai đoạn đầu tiên của lành xương lấp trống là bề rộng của xương được lấp đầy bằng việc hình thành xương trực tiếp, hai đầu xương hình thành các cầu nối với nhau và cùng lúc đó sợi màng xương được hình thành. Giai đoạn thứ hai là hình thành tái cấu trúc thu hẹp khoảng cách trong vài tuần thì xương mới được hình thành.
Lành xương gãy
Tỉ lệ và chất lượng của lành xương phụ thuộc vào lượng máu đến cung cấp tại vị trí gãy xương. Ở động vật trưởng thành 2/3 của độ dày thân xương được mạch máu tủy xương cung cấp và 1/3 là mạch máu ngoài vỏ xương cung cấp. Động vật chưa trưởng thành máu cung cấp rất phong phú từ vỏ xương và 1/3 là từ tủy xương.
Hành xương và đầu xương dài có lượng máu cung cấp dồi dào (hình 2.22)
Hình 1.22. Quá trình lành xương (Nguồn Montavon, 2009)
Mạch máu cung cấp thân xương thường bị đứt sau khi xương gãy xảy ra, mạch máu màng ngoài thân xương được hình thành cung cấp cho xương. Mạch máu ngoài xương cung cấp vùng gãy được nhận từ các mô mềm, cũng như các cơ xung quanh.
33 Lành vỏ xương
Lành vỏ xương chia làm hai giai đoạn. Đầu tiên là xương gãy được hình thành khối u, hình thành các can-xi hóa do tế bào hạt qua các đường gãy xương nhằm kết nối lành xương là yếu tố cần thiết căn bản cho quá trình lành xương.
Lành xương xốp
Lành xương xốp có sự khác biệt ở các vùng gãy xương với phần lớn xương xốp như hành xương, đầu xương dài, xương dẹp như xương chậu và xương hàm.
Lành xương xốp nhanh hơn vỏ xương, do nguyên cốt bào chịu trách nhiệm cung cấp hình thành xương mới, với các mô sợi.