Pathological postural patterns at condition of long-term joint osteoarthritis of the lower extremity

Tyazhelov, Olexiy; Karpinsky, Mykhaylo; Karpinska, Olena; Branitsky, O.Yu.; Khaled, Obeidat

doi:10.15674/0030-59872020126-32

Cited by 5 publications

(2 citation statements)

References 10 publications

(10 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The long course of osteoarthritis is characterized by the formation of a persistent pain syndrome and contractures (muscle spasms), which causes reflex distortion of the pelvis, curvature of the spine, and increased walking asymmetry [2]. Distortion of biomechanical parameters of large joints is manifested in the asymmetry of weight loads on the feet, acceleration of oscillations of the general center of gravity of the body, reduction of step length, violation of the rhythmicity of walking [3].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modeling the Work of the Muscles of the Lower Extremity in Conditions of Flexion-Adduction Contracture of the Hip Joint and Flexion-Extension Contracture of the Knee Joint

Bezsmertnyi,

Branitskyi,

Tyazhelov

et al. 2023

OTP

View full text Add to dashboard Cite

Large joint damage often leads to inability to work and disability that requires long-term treatment. The development of osteoarthritis is accompanied by changes in the muscles and special rehabilitation measures are needed to restore their strength, symmetry of the load during standing and steps during walking. Objective. To determine the most vulnerable muscles of the lower extremities in the conditions of osteoarthritis of the hip and knee joints using a mathematical model. Methods. Three mathematical models were created in the OpenSim system. Model 1 (normal): extension/flexion — 10°/0°/45°; removal/adduction — 5°/0°/12°; rotation — 3°/0°/3°, foot turning — 5°. Model 2 with flexion-adduction contracture of the hip: flexion setup — 20°,adduction setting — 10°, foot turning — 10°, shortening of the femur by 2 cm. Model 3: flexion contracture of the knee joint — 0/20°/50°. Results. With combined hip contracture, the isometric strength of the muscles decreases by almost 60 %. In the case of flexion contracture of the knee joint, the rectus femoris muscle is more stretched and requires 3.5 % more force to extend the knee. In the presence of adductor contracture of the hip joint,the thigh's thin muscle is in a contractile state, which reduces its strength by almost 90 %. In the case of knee contracture, this muscle is primarily in a stretched state, so more force is required to extend the knee — in our model, by 6 %. With changes in the lower extremity due to the development of hip contracture, the gastrocnemius muscle can lose up to 78 % of its strength, and the knee muscle — up to 5%. In conditions of knee joint contracture,the most vulnerable muscles are the pelvic stabilizer muscles (m. tensor fasciae latae) — a decrease in strength of up to 44.4 %, and the knee (m. semimembranosus) — up to 54.5 %. Conclusions. Contractures of the hip and knee joints lead to a loss of muscle strength of the lower limb, which negatively affects its functioning and recovery after arthroplasty.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modeling the Work of the Muscles of the Lower Extremity in Conditions of Flexion-Adduction Contracture of the Hip Joint and Flexion-Extension Contracture of the Knee Joint

Bezsmertnyi,

Branitskyi,

Tyazhelov

et al. 2023

OTP

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…These biomarkers can be used both in preclinical and clinical studies. The main purpose of such studies is to establish the diagnosis, figure out the stage of the disease and monitor its course, confirm the pharmacological mechanism of action, demonstrate the biological mechanism of action and predict the clinical outcome of the disease [4][5][6].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Changes in the number of white blood cells and non-specific markers of inflammation in the body of rabbits in experimental osteoarthritis of the knee joint

Gorkava¹,

Maliuk²

2022

Ukrainian journal of veterinary sciences

View full text Add to dashboard Cite

Osteoarthritis is the most common joint disease in animals, which is not always treatable. Both in veterinary and in human medicine, laboratory research methods are used to effectively diagnose this pathology. The purpose of this study was to establish the dynamics of markers of the acute phase of inflammation in the blood using experimental modelling of knee osteoarthritis in rabbits. Artificial reproduction of the pathological process in the knee joints of animals was performed by intra-articular administration of Yellow peel 2*5 ml. The BC-2800Vet automatic haematology analyser (China) was used to calculate the number of white blood cells and their subpopulations in the blood. The content of C-reactive protein in blood serum was found using enzyme-linked immunosorbent assay. The rate of erythrocyte sedimentation in the blood was investigated according to the Panchenkov method. Thus, on Day 7, a sharp increase in the number of white blood cells (2.7 times) and their subpopulations was noted in sick rabbits, which indicates an active inflammatory process of a systemic nature. On Day 14, their number in the blood of sick animals was characterized by a tendency to decrease, but it had not yet reached the values of the control group. On Days 21 and 28, all the indicators under study tended to decrease in sick animals. Specifically, the number of white blood cells and their subpopulations acquired reference values. The content of C-reactive protein significantly increased by 40.8 times in sick animals on Day 7 of the study and decreased by 1.7 times on Day 14 compared to its values at the previous stage. At the same time, on Day 28, this indicator increased by 19.3 times compared to the indicators of the control group of animals. The rate of erythrocyte sedimentation in the blood of sick rabbits significantly increased by 2.3 times compared to the control group. On Day 21, this indicator in the blood of sick rabbits decreased by 1.4 times compared to its values on Day 14 of the experiment. On the other hand, on Day 28, its value increased by 1.7 times compared to the control (4.3 mm/h). The results obtained will contribute to further targeted laboratory diagnostics of knee osteoarthritis in animals, which will ensure the proper effectiveness of therapeutic and preventive measures and improve their overall health

show abstract

Робота М’язів Нижньої Кінцівки За Умови Згинальної Контрактури Колінного Суглоба

Fishchenko¹,

Obeidat²

2022

TRAUMA

View full text Add to dashboard Cite

Актуальність. Згинальна контрактура колінного суглоба — патологічний стан, що негативно впливає на опорно-кінематичну функцію нижньої кінцівки й значно погіршує якість життя пацієнта. Зміна природних анатомічних співвідношень в одному суглобі веде до зміни навантаження в суміжних суглобах і провокує розвиток дегенеративних змін. Мета роботи: на моделі ходьби вивчити роботу м’язів нижньої кінцівки за умови контрактури колінного суглоба різного ступеня вираженості. Визначити мінімально необхідну силу м’язів нижньої кінцівки для здійснення нормального кроку. Матеріали та методи. Досліджували порушення роботи м’язів при контрактурах колінного суглоба, які моделювали шляхом обмеження розгинання стегна на 10°, 15° і 20°. Аналіз проводили для м’язів правої нижньої кінцівки, порівнюючи отримані показники з показниками базової моделі (тієї ж кінцівки без обмеження розгинання). Результати. Контрактура колінного суглоба не тільки порушує функцію самого колінного суглоба, але й патологічно впливає на функцію тазостегнового й гомілковостопного суглобів через універсальність роботи більшості двосуглобових м’язів стегна й гомілки. Більше за інші м’язи при контрактурах колінного суглоба страждають розгиначі гомілки. Це пояснюється тим, що для забезпечення правильної ходи необхідне повноцінне розгинання гомілки, і цим м’язам необхідно розвинути силу, здатну подолати контрактуру. Наприклад, при контрактурі 20° для розгинання коліна модель повинна розвинути силу 2250 Н, проте в реальності, за даними Delp (1990), максимально можлива ізометрична сила становить 780 Н, що майже в 3 рази менше. Одним з м’язів, які найбільше впливають на функціональність кульшового суглоба, є m. semitendinosus, у моделях простежується його явне перенапруження. Значно порушується робота m. gracilis і m. sartorius. З перевищенням своїх функціональних можливостей при контрактурі колінного суглоба працює m. biceps femoris — коротка головка. Максимальна напруга, яку здатен розвинути цей м’яз, становить 400 Н, тоді як у моделях з контрактурами колінного суглоба необхідне для нормальної ходьби зусилля досягає 900 Н, що м’яз природно розвинути в реальних умовах не в змозі. Висновки. Контрактура колінного суглоба призводить до зміни біомеханіки всієї нижньої кінцівки. Обмеження рухливості колінного суглоба веде до наростання змін у роботі м’язів, змушуючи їх працювати в умовах постійної напруги чи, навпаки, виключаючи з роботи, що призводить до різкого порушення ходи. Знаючи вплив контрактури колінного суглоба на роботу м’язів нижньої кінцівки, можна прогнозувати перебіг розвитку патологічного процесу, визначити, які групи м’язів страждають найбільше. Враховуючи особливості їх функціонування при тому чи іншому ступені обмеження рухливості колінного суглоба, можна визначити, яка група м’язів потребує корекції до і після оперативного втручання.

show abstract

Pathological postural patterns at condition of long-term joint osteoarthritis of the lower extremity

Cited by 5 publications

References 10 publications

Modeling the Work of the Muscles of the Lower Extremity in Conditions of Flexion-Adduction Contracture of the Hip Joint and Flexion-Extension Contracture of the Knee Joint

Modeling the Work of the Muscles of the Lower Extremity in Conditions of Flexion-Adduction Contracture of the Hip Joint and Flexion-Extension Contracture of the Knee Joint

Changes in the number of white blood cells and non-specific markers of inflammation in the body of rabbits in experimental osteoarthritis of the knee joint

Робота М’язів Нижньої Кінцівки За Умови Згинальної Контрактури Колінного Суглоба

Contact Info

Product

Resources

About