غضروف مفصلی و ساختارهای غضروفی مفصل

مولف :  دکتر محمد زهرایی  جراح استخوان و مفاصل  (  ارتوپد )

غضروف مفصلی و ساختارهای غضروفی

شاید اگر یک بافت باشد که هویت مفصل را بتوان به آن منسوب نمود ؛ غضروف مفصلی میباشد . غضروف مفصلی یک بافت خاص است ؛ بافتی است که برای صاف و صیقلی نمودن سطوح استخوانی در ناحیه مفصل ایجاد شده است . بافت استخوانی بافتی است سفت و خشن که هیچوقت نمیتواند بقدری صیقلی باشد که دو سطح استخوانی بتوانند بدون مشکل بر روی هم حرکت کنند ؛ به منظور ایجاد حرکت ؛ بافت استخوانی در ناحیه مفصل با یک لایه سفت و صاف و صیقلی به ضخامت ۱تا ۴ میلی متر از غضروف پوشیده شده است ؛ بافت غضروفی در سطح خود بسیار صیقلی است ؛ با کمک مایع مفصلی ضریب اصطکاک حرکت غضروف بر روی غضروف در بین ضریب اصطکاک مواد شناخته شده جزء کمترین میزان ممکن میباشد . حرکت بدون اصطکاک دو مزیت دارد یکی اینکه باعث روانی و نرمی حرکت میشود و دوم اینکه از کنده شدن ذرات از سطوح متحرک که خود دردسر ساز میشود اجتناب میشود .

در این نمای آرتروسکوپی داخل زانو نقص و تخریب بخشی از غضروف دیده می شود و استخوان زیر غضروف قابل مشاهده است.

نمای آرتروسکوپی از داخل زانو : در بالا غضروف پوشاننده استخوان ران دیده می شود و در پایین غضروف پوشاننده استخوان تیبیا دیده می شود. در قسمت میانی منیسک زانو که از جنس غضروف است دیده می شود.

نمای شماتیک از مفصل زانو همانطور که میبینید غضروف به صورت یک لایه ۴ میلیمتری سطح استخوان را پوشانده و باعث صیقلی شدن سطح استخوان شده و امکان حرکت استخوان ها بر روی هم را فراهم می آورد . در قسمت چپ و پایین بخش تخریب شده از غضروف دیده میشود

در طبقه بندی آناتومیک بافت شناسی بر اساس بافت غضروفی  در مفاصل ؛ مفاصل   به چهار گروه تقسیم میشوند ؛

 یک : مفاصل بی حرکت ؛ این مفاصل عمدتا در جمجمه و صورت هستند و اساسا مفصل هم نیستند در واقع استخوانهای این ناحیه در حیات جنینی توسط بخشهای غضروفی از هم جدا هستند با رشد استخوانها ؛ غضروف ها تبدیل به استخوان شده و در نهایت استخوانها در کنار هم قرار میگیرند ؛ یک درز بین آنها هست اما هیچ غضروفی باقی نمانده و حرکتی هم ندارند ( مفاصل synostosis  )

 دو : مفاصل با حرکت کم و اتصال کامل غضروفی یعنی غضروف است که استخوان دو طرف را به وصل نموده و از استخوان یک طرف تا استخوان سمت مقابل امتداد دارد و اتصال استخوانها و پایداری را غضروف تامین نموده و حرکت مفصل محدود به خاصیت ارتجاعی غضروف است ؛ مثل مفاصل بین دنده ها و جناغ سینه و مفصل سمفیز پوبیس در جلوی حلقه لگنی ؛ و از همه مهمتر دیسک های بین مهره ای که غضروفی ترکیبی با بافتهای نگه دارنده با عملکردی متمایز و تخصصی بوده و در مبحث مربوطه بحث میشود .

 سه : مفاصل عادی با حرکت کم که در آنها غضروف سطوح مقابل استخوانها را پوشانده است اما بواسطه عملکرد مورد انتظار طوری توسط پایدار کننده های کپسولی و رباطی مهار شده اند که چندان حرکتی از آنها به چشم نمی آید اما همان حرکت کم در انعطاف پذیری سیستم و حرکات ترکیبی بسیار مهم است مثل مفصل بین ترقوه و جناغ ؛ ترقوه و کتف ؛ مفصل ساکرو ایلیاک بین کمر و لگن ، مفصل بین نازک نی در بالا و پایین با درشت نی ؛ مفاصل استخوانهای کف دستی و کف پایی با مچ مربوطه ؛ و مهمتر از همه مفاصل بین مهره ها که اگرچه حرکت جزئی دارند اما در ترکیب تعداد زیاد مهره ها حرکت بزرگی را باعث میشوند .

 چهار: و در نهایت شکل کلاسیک مفصل که در آنها غضروف سطوح مقابل استخوانها را پوشانده است و مفصل دارای حرکت در دامنه وسیع بوده و اساس تحرک مهره داران را فراهم نموده است و تقریبا تمام  بحث ما در ادامه مربوط به آن خواهد بود ؛ مفاصلی با حرکات پردامنه در انتهای استخوانها ؛ مثل مفصل شانه ؛ هیپ ؛ آرنج ؛ زانو ؛ مفاصل انگشتان ؛ مفصل فکی گیجگاهی ( برای حرکات فک پایین ) . در شکل خاصی از این مفاصل به جای ایجاد حرکت بین انتهای دو استخوان ؛ تعدادی استخوان حد واسط قرار گرفته و حرکات مجموعه استخوانی ایجاد شده است که مفصل مچ دست و مچ پا در این گروه هستند .

به ترتیب از سمت چپ به راست:
۱- مفاصل بدون حرکت و غضروف مثل اتصال بین استخوان های جمجمه
۲- مفاصلی که غضروف دو استخوان را به هم چسبانده است مثل دیسک کمر ؛ مفصل بین دنده ها و جناغ؛ مفصل سمفیز پوبیس در قسمت جلوی لگن.
۳- مفاصل با غضروف پوشاننده ی دو سطح استخوانی مجاور اما حرکات کم مثل مفصل ترقوه و کتف و سین دسموز بین استخوان های درشت نی و نازک نی در انتهای تحتانی مچ پا.
۴- مفاصل غضروفی متحرک مثل زانو ؛هیپ ؛ مفاصل مچ دست و پا و شانه و آرنج و انگشتان.

 بافت غضروفی :  بافت غضروفی بافتی خاص است  ؛ غضروفی که سطح استخوانها را پوشانده به نام  Hyaline Cartilage   خوانده میشود ( در مقابل Fibro Cartilage ) ؛  بدترین خبر در مورد آن اینکه بدن بسیار محدود میتواند آن را بسازد ؛ سرعت ساخت آن بسیار کم و از سنین میانسالی کمتر میشود ؛ برخلاف استخوان ترمیم آن بسیار محدود و باز بر خلاف استخوان فعلا روش موثری برای تولید ؛ ترمیم و بازسازی آن پیدا نشده ؛ اگرچه چشم اندازهایی وجود دارد ؛ اما فعلا مشکل لاینحلی است ؛ مشکلی که آرتروزها ؛ و کمر درد و زانو درد و سایر مشکلات مفصلی از آن حاصل شده و انواع روشهای تعویض مفصل یا حذف مفصل در پاسخ به آن ایجاد شده است .

 نکته جالب اینکه اساسا غضروف مفصلی چطور در مفصل ایجاد میشود ؟ پاسخ بسیار ساده انگارانه این است که تولید موثر آن عملا فقط در اوائل دوران  جنینی صورت میگیرد ؛ در واقع تمام استخوانها ابتدا تماما از غضروف ساخته شده و در دوران جنینی و شیرخوارگی و کودکی در قسمتهایی از آن مراکز استخوانسازی پدیدار شده و با گسترش استخوانی شدن فقط سطح انتهای استخوان به صورت غضروفی باقی میماند ( بخشی از غضروف نیز در انتهای استخوانهای بلند نزدیک به مفصل میماند که صفحه رشد استخوان است و باعث رشد طولی میشود و در حدود بلوغ از بین میرود ) .

بافت شناسی غضروف مفصلی : در پایین ترین قسمت استخوان اسفنجی انتهای استخوان دیده می شود یک لایه استخوانی به نام لایه سابکندرال لایه انتهای استخوان است. tidemark لایه از غضروف است که به استخوان چسبیده و در بالا خود غضروف را مشاهده می شود. نقطه های بنفش پر رنگ سلول های غضروفی هستند که ماتریکس بنفش غضروف را تولید کردند و ماتریکس غضروف است که خواص بیومکانیک مقاوم و ارتجاعی غضروف را ایجاد می کند. در سطحی ترین لایه نحوه قرار گیری الیاف داخل ماتریکس به صورتی است که سطحی با حداقل اصطکاک ممکن را فراهم می کند

بافت غضروفی از سلولها و ماده زمینه ای ساخته شده ؛ سلولهای غضروفی وظیفه ساخت ماده زمینه ای را دارند که ماده سفت و در عین حال در سطح بسیار صیقلی بوده و در ضمن خاصیت الاستیک و ارتجاعی دارد ؛ در ضمن با تکثیر البته کند باعث حفظ تعداد سلول ها نیز میشوند ؛ یکی از مواردی که خواص بیومکانیک غضروف را خیلی بالا برده نبود عروق خونی در غضروف است اما باعث ضعف بسیار مهم غضروف میشود ؛ تغذیه سلولهای غضروفی صرفا بر اساس اصل انتشار و از طریق استخوان مجاور یا مایع مفصلی است ؛ در راستای تسریع این انتشار فاکتور بیومکانیکی حرکات مفصل با فشار قرینه به تمام سطح غضروف عامل مهمی است ؛ خیلی مهم است که فشار وارده بر تمام بخشهای غضروف در حین حرکت کاملا یکسان باشد ؛ اگر فشار در قسمتهایی غیرقرینه باشد عملا بخشهایی از غضروف از تغذیه مناسب محروم و رو به دژنریشن degeneration  ( تخریب و تغییر ماهیت تدریجی بافت زنده )  میروند .

  مسئله دژنریشن  degenerationو تحلیل و تخریب غضروف مفصلی در اثر اشکالات بیومکانیک از مهم ترین چالش ها در ارتوپدی است ؛ اولا بسیاری از وضعیتها بخصوص در مورد زانو با ایجاد تغییر در بیومکانیک نرمال یا به عبارتی بهینه ؛ باعث فشارهای غیرمتقارن و سائیدگی زودرس غضروف مفصلی میشوند مثل زانوی پرانتزی یا ایکس مانند ؛ دومین نکته اختلاف این موضوع در مورد مفاصل مختلف است ؛ مثلا در حالیکه در غیاب بیماریها یا وضعیتهای خاص مفصل هیپ بطور نرمال هیچوقت حتی تا سنین بالا دچار سائیدگی غضروف مفصل نمیشود ؛ زانو و مفاصل ستون فقرات بطور غیرقابل اجتناب با گذشت سن دچار سائیدگی شده و فرآیند افزایش سن  Aging را به نمایش میگذارند ؛ البته با اقدامات مناسب میتوان این روند را کند نمود و از مفاصل کاراتری سود برد ؛ یکی از پارامترهای مهم این تحلیل موضوع دربرگیری یا Containment   سطوح مفصلی است ؛ به نظر میرسد در مفاصل اندام تحتانی و ستون فقرات که بشدت تحت نیروی وزن کار میکنند ؛ هرچه پایداری مفصل توسط درگیری شکل استخوانی تامین شود بخصوص مثل هیپ و مچ پا ؛ توزیع فشار بر تمام سطح لایه غضروفی یکنواخت تر و قرینه تر خواهد بود و در نهایت غضروف مفصلی سالم تر میماند ؛ اگر پایداری مفصل بیشتر بر عهده نسج نرم گذاشته شود مثل زانو یا مثل مفاصل فاست ستون فقرات و ساکروایلیاک که اساسا مفصل در سطوح عمودی عمل کند امکان فشارهای غیرمتقارن به غضروف و استعداد به دژنریشن افزایش میابد . این موضوع استعداد زانو و ستون فقرات به دژنریشن و سائیدگی غضروف مفصل موضوع بسیار مهمی است که باعث بخش مهمی از ناتوانی انسانها در اثر زانو درد و کمر درد و گردن درد میشود که در مباحث دیگر نیز به آن خواهیم پرداخت .

  مسئله دوم در تغذیه غضروف مفصلی اهمیت مایع مفصلی است ؛ در بیماریهای التهابی مفصل که بعدا نیز به آن خواهیم پرداخت ؛ بدلیل تغییرات ترکیب مایع مفصلی تغذیه غضروف ضعیف تر شده و در التهابات شدید عملا بر ضد سلامت غضروف نیز عمل میکند .

  در نهایت اینکه حیات مفصل ؛ در واقع حیات غضروف مفصلی است ؛ هروقت از مفصل سالم صحبت میکنیم یعنی غضروف مفصل سالم است ؛ تمامی مشکلات بیومکانیکی مفصل مثل تروما یا شکستگی داخل مفصلی ؛ انحراف مفصل ؛ پارگی رباط  و غیره ؛ چون  باعث تخریب یا سائیدگی غضروف میشوند  به مرور باعث درد و ناتوانی میشوند ؛  بیماریهای التهابی مفصل و نیز نکروز آواسکولر اگرچه در فاز ابتدایی  هم درد دارند اما کاهش عملکرد و ناتوانی و درد شدید زمانی شروع میشود که غضروف شروع به تخریب مینماید .

در گرافی مفاصل نرمال فاصله ای بین استخوان ها دیده میشود ؛ این فاصله در واقع لایه غضروفی پوشاننده سطوح استخوانی است که چون غضروف در گرافی قابل مشاهد نیست ؛ به صورت فاصله دیده میشود ؛ در موارد آرتروز که غضروف سائیده شده و از بین میرود فاصله مفصلی کاهش میابد ؛ البته متعاقبا تغییرشکل و سایر عوارض ثانویه نیز ایجاد میشود

در اشکال بالا در نمای آرتروسکوپیک داخل زانو مراحل دژنریشن و در نهایت تخریب غضروف مفصلی در زانو قابل مشاهده است ؛ در چپ غضروف نرمال مشاهده میشود و در سه نمای بعدی مراحل دژنریشن و تخریب قابل مشاهده است .

ساختارهای حجیم غضروفی  (منیسک و سایر ساختمان های مشابه ) :

  به جز غضروف اصلی مفاصل که به صورت روکش ؛ روی استخوان ها را پوشانده و باعث صاف و صیقلی شدن سطح استخوان شده ؛ ساختارهای حجم دار غضروفی نیز بنا به مصالح بیومکانیکی در مفاصل مختلف ایجاد شده است که شناخته شده ترین آنها منیسک زانو میباشد . منیسکها بافت نسبتا حجیم غضروفی هستند که در کناره های مفصل زانو فاصله بین استخوان ران ( فمور) و استخوان درشت نی ساق پا ( تیبیا ) را پر میکنند ؛ و در هر زانو دو تا هستند ؛ منیسک داخلی ( در سمت داخل زانو یعنی سمتی که به سمت پای مقابل است )  و منیسک خارجی ( در سمت خارج زانو یعنی سمتی از زانو که مقابل سمت داخلی است ؛ توضیح اینکه منظور از داخلی و خارجی زانو این نیست که یکی داخل فضای مفصلی و یکی خارج از حفره مفصلی باشد ؛ هردو داخل فضای مفصلی هستند ؛ مثلا اگر زانوی راست در نظر گرفته شود  منیسک داخلی و رباط جانبی ( کلترال ) داخلی در سمت چپ زانو یعنی در سمت نزدیک تر به خط وسط بدن و منیسک و رباط جانبی ( کلترال ) خارجی در سمت راست یعنی سمت دورتر به خط وسط بدن قرار گرفته اند ) . سطح مقطع منیسک به صورت مثلثی است که قاعده آن به سمت کپسول مفصلی و چسبیده به آن است .

منیسک نرمال در آرتروسکوپی ؛ نمای منیسک در MRI ؛ مثلث های سیاه منیسک سالم هستند

نمای منیسک نرمال در آرتروسکوپی

مقطع منیسک به صورت مثلثی است که قسمت پهن تر به کپسول مفصلی چسبیده و خونرسانی دارد اما در دو سوم مرکزی تر آن خونرسانی وجود ندارد

   منیسک به لحاظ بافت شناسی کاملا مشابه غضروف مفصلی است و از غضروف هیالن Hyaline Cartilage  ساخته شده است همانند غضروف مفصلی در اکثر منیسک عروق خونی وجود ندارد و بخش وسیعی از آن جهت تغذیه وابسته به انتشار از محیط و انتشار از طریق مایع مفصلی می باشد ؛ منیسک فقط در محیط خود یعنی جایی که به کپسول مفصلی چسبیده دارای عروق خونی میباشد . 

  بدلیل همین فقدان عروق خونی ؛ پارگی منیسک بویژه اگر از محیط دور باشد قابل ترمیم نیست و پارگی در این قسمت منیسک اگر به حدی برسد که باعث ناپایدار شدن بخشی از منیسک شود الزام به جراحی و حذف این قطعه بخش ناپایدار را ایجاب مینماید . چرا که قطعه جدا شده یا ناپایدار در طی حرکات زانو مدام بین دو سطح مفصلی گیر میکند و به جز اینکه ممکن است در زانو گیر کردگی  واضح  Internal derangement ایجاد کند ؛ بشدت باعث سائیدگی غضروف پوشش فمور و تیبیا میشود و جهت سالم ماندن غضروف مفصلی لازم است که  قطعه ناپایدار  ؛ حذف و از زانو خارج شود  . فقط در حدود ده درصد از پارگی های منیسک که شکل خاصی داشته باشند و در محیط منیسک که دارای عروق خونی است ؛ باشند قابل ترمیم هستند .

  خواص بیومکانیک بسیاری برای منیسک ها قائل هستند که حداقل آن اضافه کردن سطح توزیع فشار وزن و ضربه گیری در فعالیتهایی مثل پرش و دویدن از آن جمله است که هردو این ها عملکردهای حیاتی در جهت کاهش فشار بر غضروف مفصل میباشد ؛ در مواردیکه الزام به جراحی و حذف منیسک پیش میاید ؛ مسلما در طول زمان زانو در معرض فشارهای افزایش یافته قرار میگیرد و غضروف مفصلی دچار سائیدگی زودرس میشود ؛ اما به هر حال پارگی که باعث ایجاد قطعه ناپایدار و گیر کننده میشود خسارت بسیار بیشتر و سائیدگی سریعتری را ایجاد میکند و با وجود عوارض درازمدت فقدان منیسک ؛ برداشتن بخش پاره شده کاملا ارجح است و در حال حاضر نیز جراحی استاندارد پارگی منیسک میباشد که به طریق آرتروسکوپیک ایجاد میشود . ترمیم جراحی برای ده درصد موارد گفته شده نیز به طریق آرتروسکوپیک انجام میشود .

   تعدادی از محققان بویژه در مواردی که تقریبا تمام منیسک در اثر پارگی کمپلکس حذف شده ؛ با توجه به عملکرد مهم منیسک اقدام به پیوند منیسک ( پیوند آلوگرافت از دهنده انسانی فوت نموده ) نموده اند که هنوز نتایج قابل قبولی برای قرار گرفتن در لیست اعمال جراحی استاندارد بدست نیامده ؛ تحقیقاتی نیز در جهت تولید منیسک با مهندسی بافتی ؛ با بکارگیری  سلول های غضروفی خود فرد و استفاده از ماتریکس قابل جذب سنتتیک و فاکتورهای رشد در حال انجام است .

  پارگی منیسک سالم معمولا در اثر فشارهای مکانیکال چرخشی بیش از حد و در سنین جوانی و میانسالی رخ میدهد ؛ تقریبا ۸۰ تا ۹۰ درصد پارگی های منیسک در منیسک داخلی رخ می دهد. پارگی منیسک معمولا در حرکات شدید ورزشی بویژه در ورزشهای رزمی ؛ کشتی و فوتبال رخ میدهد ؛ اگر زانو از قبل دچار پارگی لیگامانی بخصوص پارگی رباط صلیبی جلویی ACL باشد بعلت لقی زانو پارگی منیسک  بیشتر رخ میدهد ؛ در زانو های دچار انحراف بخصوص ژنوواروس یا پای پرانتزی نیز پارگی منیسک داخلی بیشتر رخ می دهد.

پارگی منیسک با جابجایی بخش بزرگی از منیسک به قسمت مرکزی زانو bucket handle

پارگی کمپلکس با تخریب منیسک بخصوص در موارد دچار آسیب مزمن و تخریب

پارگی منیسک

انواع پارگی منیسک ؛ بدترین آنها از نظر گیر کردگی و آسیب غضروف زانو نوع bucket handle است که بخش بزرگی از منیسک جدا شده وبه سمت وسط زانو جابجا میشود و سطح مفصلی ران در آن دچار گیرکردگی میشود (سمت راست بالا ) ؛ اغلب پارگی های منیسک غیرقابل ترمیم است مگر پارگی های طولی ( بالا سمت چپ ) کوچک در بخش کاملا حاشیه ای منیسک

ترمیم منیسک در قسمت کاملا محیطی و دارای جریان خون

حذف قسمت دچار پارگی و حفظ بخش بزرگی از منیسک .

حذف تقریبا کامل subtotal منیسک بعلت پارگی کمپلکس و bucket handle
ناپایدار و دژنریشن منیسک (قسمت های زرد پررنگ )

  منیسک های زانو همانند غضروف مفصلی در معرض ساییدگی و دژنریشن در اثر گذشت زمان می باشند. در مفصل زانو با توجه به آناتومی خاص و عدم ایجاد پایداری توسط شکل استخوانی و در معرض فشار های غیر قرینه قرار گرفتن ؛ غضروف سطح مفصل و منیسک ها به تدریج به سمت ساییدگی و دژنریشن ( اضمحلال) تدریجی ماتریکس و سلول می روند که همین موضوع باعث ایجاد آرتروز ( ساییدگی مفصل) در سنین بالا می شود.  این پدیده دژنریشن در منیسک ها در ام آر آی در سنین میانسالی به خوبی قابل مشاهده است. پیشرفت این دژنریشن می تواند باعث مستعد شدن غضروف به پارگی شود و در اثر ترومای ناچیز یا حتی خود به خود منیسک دچار پارگی می شود. در این حالت نیز در صورتیکه وضعیت عمومی زانو خوب باشد همانند آنچه در مورد پارگی منیسک قبلا گفته شد انجام جراحی و حذف قطعه  ناپایدار شده به سلامت زانو کمک می کند اما در صورتیکه آرتروز زیادی در زانو وجود داشته باشد پارگی منیسک نیز در واقع جزئی از روند آرتروز و سائیدگی در نظر گرفته شده و درمان  آرتروز انجام می شود.

   در مفصل هیپ در اطراف لبه ی استخوانی استابولوم ( حفره استخوانی سمت لگن مفصل) و در امتداد غضروف سطح مفصلی یک لبه  غضروفی وجود دارد که عمق مفصل و پایداری و سطح تماس را افزایش می دهد که لبروم  Labrum مفصل هیپ نامیده می شود. و ممکن است در حرکات ورزشی دچار آسیب شود.

   در مفصل شانه نیز لبروم وجود دارد که بخصوص ممکن است در دررفتگی شانه دچار کندگی شده و ترمیم نشود و باعث مکرر شدن دررفتگی شود .