Чем объясняется выпуклость и вогнутость мениска в капиллярных трубках
Учебники
Журнал «Квант»
Общие
Капиллярные явления
Искривление поверхности жидкости у краев сосуда особенно отчетливо видно в узких трубках, где искривляется вся свободная поверхность жидкости. В трубках с узким сечением эта поверхность представляет собой часть сферы, ее называют мениском. У смачивающей жидкости образуется вогнутый мениск (рис. 1, а), а у несмачивающей — выпуклый (рис. 1, б). Так как площадь поверхности мениска больше, чем площадь поперечного сечения трубки, то под действием молекулярных сил искривленная поверхность жидкости стремится выпрямиться.
Силы поверхностного натяжения создают дополнительное (лапласово) давление под искривленной поверхностью жидкости.
Для расчета избыточного давления предположим, что поверхность жидкости имеет форму сферы радиуса R (рис. 2. а), от которой мысленно отсечен шаровой сегмент, опирающийся на окружность радиуса r = R sin α.
На каждый бесконечно малый элемент длины Δl этого контура действует касательная к поверхности сферы сила поверхностного натяжения, модуль которой \(
\Delta F = \alpha \Delta l\). Разложим вектор \(
\Delta \vec F\) на две составляющие силы \(
\Delta \vec F_2\). Из рисунка 2, а видим, что геометрическая сумма сил \(
\Delta \vec F_2\) для двух выделенных диаметрально противоположных элементов Δl равна нулю. Поэтому сила поверхностного натяжения направлена перпендикулярно плоскости сечения внутрь жидкости (рис. 2, в) и модуль ее равен
F = \sum \Delta F_1 = \sum \Delta F \sin \alpha = \sum \alpha \Delta l \frac rR = \frac<\alpha r>
Избыточное давление, создаваемое этой силой\[
p = \frac FS\], где S = πr 2 — площадь основания сферического сегмента. Поэтому
Если поверхность жидкости вогнутая, то сила поверхностного натяжения направлена из жидкости (рис. 2, б) и давление под вогнутой поверхностью жидкости меньше, чем под плоской, на ту же величину \(
p = \alpha \left( \frac<1>
где R1 и R2 — радиусы кривизны двух любых взаимно перпендикулярных нормальных сечений поверхности жидкости. Радиус кривизны положителен, если центр кривизны соответствующего сечения находится внутри жидкости, и отрицателен, если центр кривизны находится вне жидкости. Для цилиндрической поверхности (R1 = l; R2 = ∞) избыточное давление \(
Если поместить узкую трубку (капилляр) одним концом в жидкость, налитую в широкий сосуд, то вследствие наличия силы лапласова давления жидкость в капилляре поднимается (если жидкость смачивающая) или опускается (если жидкость несмачивающая) (рис. 3, а, б), так как под плоской поверхностью жидкости в широком сосуде избыточного давления нет.
Явления изменения высоты уровня жидкости в капиллярах по сравнению с уровнем жидкости в широких сосудах называются капиллярными явлениями.
Жидкость в капилляре поднимается или опускается на такую высоту h, при которой сила гидростатического давления столба жидкости уравновешивается силой избыточного давления, т.е.
h = \frac<2 \alpha><\rho gR>\). Если смачивание не полное θ ≠ 0 (θ ≠ 180°), то, как показывают расчеты, \(
Капиллярные явления весьма распространены. Поднятие воды в почве, система кровеносных сосудов в легких, корневая система у растений, фитиль и промокательная бумага — капиллярные системы.
Литература
Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 182-184.
Скопление жидкости в коленном суставе
Специалисты ЦМРТ более 15 лет проводят диагностику и лечение заболеваний и травм суставов. Читайте подробнее на странице Лечение суставов.
При травмах, воспалительных и инфекционных заболеваниях иногда собирается жидкость в колене. В медицинской практике подобное состояние называют синовитом. Это специфическая ответная реакция организма на определенное патологическое воздействие. Пациенты при этом жалуются на боль, нарушение подвижности нижней конечности и другие неприятные симптомы.
При возникновении отека в этой области следует как можно скорее обратиться к врачу, поскольку без лечения могут развиться необратимые последствия. Иногда при таком симптоме требуется оперативное вмешательство.
Рассказывает специалист ЦМРТ
Дата публикации: 24 Сентября 2021 года
Дата проверки: 30 Ноября 2021 года
Содержимое статьи
Причины скопления жидкости в коленном суставе
В норме в суставной полости присутствует синовиальная жидкость, необходимая для амортизации, предотвращения трения и диффузного питания хрящей. Вырабатывают эту субстанцию клетки синовиальной оболочки. Патологическое увеличение количества жидкости в колене может образоваться от удара, воспаления или другого неблагоприятного воздействия.
Первая помощь при скоплении жидкости в коленном суставе
При образовании жидкости в коленном суставе причина может быть определена сразу во время проведения неотложных мероприятий. После первичного осмотра врач принимает решение о проведении пункции коленного сустава. В области наружного или внутреннего края надколенника вводится игла для забора экссудата. В результате такой процедуры устраняется отек, вызывающий резкую боль и затрудняющий движения. Полученная жидкость подвергается лабораторной диагностике с целью постановки диагноза.
Не следует заниматься самолечением при обнаружении такой проблемы, поскольку это может привести к необратимому повреждению сустава. Доверить проведение неотложного лечения можно только врачу.
К какому врачу обратиться
При наличии такого симптома следует записаться на прием к ортопеду или травматологу. После проведения первичных лечебных мероприятий и осмотра специалист при необходимости направит пациента к другому профильному врачу для постановки окончательного диагноза.
Симптомы разрыва и лечение мениска коленного сустава
Два хрящевых образования, расположенных в полости коленного сустава, служащих для амортизации, стабилизации, распределения нагрузки и уменьшения трения суставных поверхностей, называются менисками. Один из них, расположенный с внутренней стороны, менее подвижный и больше подверженный травмам, называется медиальным. Второй, находящийся с наружной стороны – латеральным. Спортсмены, танцоры, артисты балета, люди ведущие активный образ жизни, часто обращаются к врачу по поводу болей, припухлости, ограничения подвижности в колене и даже его блокады – невозможности выпрямить ногу. Все это – симптомы разрыва мениска. Рассмотрим их подробнее.
При травме медиального хряща наблюдается:
При повреждении латерального хряща определяются следующие симптомы разрыва мениска коленного сустава:
Разновидности разрывов менисков:
Основные причины травм – удары, резкие повороты, падения, быстрое выпрямление голени, интенсивные силовые тренировки. У пожилых людей причиной разрыва могут стать дегенеративные изменения в тканях, приводящие к тяжелым последствиям даже при легких нагрузках. 80% обращений к ортопедам-травматологам с повреждениями мениска связано с занятиями спортом (бегом, прыжками, футболом, скейтбордингом, лыжами). 75% пациентов – мужчины в возрасте до 40 лет. В 80% случаев страдает внутренний мениск, так как он менее подвижен, чем наружный.
При своевременном обращении к врачу, в легких случаях удается обойтись без хирургического вмешательства и вылечить пациента терапевтическими методами. Если травма хряща сопровождается переломом кости, отрывом фрагментов мениска, его раздавливанием, разрывом и смещением, если консервативные методы не дали результата, поможет операция.
Терапевтическое лечение разрыва мениска коленного сустава
Важно знать для оказания грамотной и эффективной неотложной помощи при повреждении мениска – симптомы и лечение травмы. Это поможет быстро снять боль и избежать ухудшения состояния больного.
Первая помощь при повреждении мениска – обезболивание и фиксация травмированного сустава. Пострадавшего нужно быстро, аккуратно и бережно доставить в стационар.
Если в ходе диагностики перелом не обнаружен, выполняют пункцию коленного сустава с целью устранения гематомы. Далее проводят снятие блокады:
После снятия блокады накладывают фиксирующую повязку или гипс. Местно применяют холод. Пациент должен соблюдать постельный режим до 10 дней и до 5-6 недель носить повязку, стараться держать ногу в приподнятом состоянии.
В период реабилитации используют физиотерапию (УВЧ, фонофорез, магнитотерапию), массаж и лечебную физкультуру. Пациентам назначают прием противовоспалительных средств и препаратов-хондропротекторов. В начале восстановительного периода рекомендуется не нагружать больную ногу, при ходьбе использовать опоры – костыли или ходунки.
Время реабилитации определяется индивидуально, исходя из:
Наилучшие прогнозы при терапевтическом лечении разрыва мениска у людей в возрасте до 40 лет, находящихся в хорошей физической форме, не имеющих хронических болезней суставов, диабета, заболеваний кровеносной системы.
Лечение разрыва мениска при развитии осложнений
Позднее обращение к врачу при травме приводит к ухудшению состояния больного. Важно знать наиболее частые осложнения при повреждении мениска коленного сустава – симптомы и лечение этих состояний.
Невылеченный разрыв мениска в 95% случаев ведет к быстрому изнашиванию суставного хряща, частым и сильным болям, развитию остеопороза, хронического синовита, нестабильности суставов, прогрессированию воспалений и появлению кист.
Тяжелые формы разрывов, осложнения нуждаются в операции. Современный метод проведения хирургических вмешательств на суставах – артроскопия. Эта малоинвазивная технология позволяет выполнить удаление поврежденных частей хряща, сшивание мениска путем введения инструментов в полость сустава через микроразрезы тканей.
Главные преимущества артроскопии: точное определение типа повреждения и устранение проблемы, быстрое заживление, малая вероятность осложнений, ускоренная реабилитация пациентов, низкое число противопоказаний.
В Специализированной клинике спортивной травматологии и ортопедии проводят лечение разрыва мениска коленного сустава консервативными и хирургическими методами. В медицинском центре работают врачи высшей категории, с большим опытом работы. Отличная материально-техническая база позволяет выполнять самые сложные операции, проводить точные диагностические исследования и эффективные реабилитационные процедуры. В стационаре есть все условия для комфортного пребывания пациентов: имеются одно- и двухместные палаты с современными ортопедическими кроватями, с санузлом, телевизором, Wi-Fi.
Существенные преимущества клиники – демократичная ценовая политика, возможность выбрать подходящую по стоимости программу лечения разрыва мениска коленного сустава – «Премиум» или «Эконом»
На сайте клиники вы можете ознакомиться с отзывами о качестве услуг медицинского центра, узнать цены на лечение и записаться на прием к выбранному специалисту в удобное для вас время.
Профессиональная медицинская помощь – гарантия восстановления здоровья!
Публикации в СМИ
Разрыв мениска коленного сустава
Частота — 60–84% из общего числа повреждений коленного сустава.
Причины — травма: прыжок или падение с высоты на выпрямленные ноги, быстрый поворот туловища при фиксированной стопе, резкая ротация стопы и голени кнаружи или кнутри в положении сгибания в коленном суставе, быстрое вставание после длительного сиденья на корточках.
Методы исследования • Рентгенография коленного сустава с контрастированием выявляет инородные тела в полости сустава, изменения сочленяющихся костей • МРТ • Артроскопия коленного сустава.
Дифференциальная диагностика • Острый период •• Разрыв капсулы и связочного аппарата •• Ушибы •• Внутрисуставные переломы • Хроническая стадия •• Менископатия •• Менискоз •• Киста мениска.
Лечение • Острая стадия — гипсовая иммобилизация до 3 нед, лечебно-диагностическая пункция коленного сустава, физиотерапия (УВЧ в олиготермической дозировке, магнитотерапия, токи Бернара, после снятия гипсовой повязки — фонофорез с гидрокортизоном, ЛФК) • Хроническая стадия — оперативное лечение: сшивание мениска, секторальная и паракапсулярная резекция мениска, тотальная менискэктомия. В послеоперационном периоде — гипсовая лонгета на 7–10 дней, УВЧ, магнитотерапия, ЛФК. Трудоспособность восстанавливается через 6–8 нед. По показаниям производят артроскопические операции.
МКБ-10 • M23.6 Другие спонтанные разрывы связки(ок) колена • M23.8 Другие внутренние поражения колена
Код вставки на сайт
Разрыв мениска коленного сустава
Частота — 60–84% из общего числа повреждений коленного сустава.
Причины — травма: прыжок или падение с высоты на выпрямленные ноги, быстрый поворот туловища при фиксированной стопе, резкая ротация стопы и голени кнаружи или кнутри в положении сгибания в коленном суставе, быстрое вставание после длительного сиденья на корточках.
Методы исследования • Рентгенография коленного сустава с контрастированием выявляет инородные тела в полости сустава, изменения сочленяющихся костей • МРТ • Артроскопия коленного сустава.
Дифференциальная диагностика • Острый период •• Разрыв капсулы и связочного аппарата •• Ушибы •• Внутрисуставные переломы • Хроническая стадия •• Менископатия •• Менискоз •• Киста мениска.
Лечение • Острая стадия — гипсовая иммобилизация до 3 нед, лечебно-диагностическая пункция коленного сустава, физиотерапия (УВЧ в олиготермической дозировке, магнитотерапия, токи Бернара, после снятия гипсовой повязки — фонофорез с гидрокортизоном, ЛФК) • Хроническая стадия — оперативное лечение: сшивание мениска, секторальная и паракапсулярная резекция мениска, тотальная менискэктомия. В послеоперационном периоде — гипсовая лонгета на 7–10 дней, УВЧ, магнитотерапия, ЛФК. Трудоспособность восстанавливается через 6–8 нед. По показаниям производят артроскопические операции.
МКБ-10 • M23.6 Другие спонтанные разрывы связки(ок) колена • M23.8 Другие внутренние поражения колена
Лечение повреждения внутреннего мениска коленного сустава
Автор статьи
Механизм развития
Механизм развития
Стабильность, прочность, амортизацию колена, а также достаточно высокий объем движений в нем обеспечивается хрящами, расположенными в щели между мыщелками бедра и углублениями голени. Они парные. Выделяется два мениска – наружный (латеральный) и внутренний (медиальный). Для данных хрящей характерна форма, напоминающая полумесяц. Широкую часть называют телом. Узкие участки обращены кпереди и кзади. Они называются передними и задними рогами.
Внутренний хрящ имеет более жесткую фиксацию связками, поэтому он чаще подвергается изменениям. Нарушение целостности реализуется за счет нескольких основных механизмов, к которым относится выраженный ушиб, падение на согнутую конечность (особенно часто хрящ травмируется при падении на твердую поверхность с острым краем – ступенька, бордюр), а также подворачивание (вращение голени при фиксированном бедре или наоборот). Повреждение преимущественно всего локализуется в области заднего рога, так как он обладает наименьшей прочностью.
Причины
Изменение структуры внутреннего хряща колена является полиэтиологическим процессом, который может развиваться вследствие воздействия нескольких провоцирующих факторов:
Выяснение причины патологического состояния необходимо для адекватной этиотропной терапии, направленной на устранения ее воздействия, а также чтобы предотвратить подобные травмы в будущем.
Для удобства достоверного обнаружения изменений, а также использования максимально целесообразного соответствующего лечения, все изменения внутреннего хряща классифицируются по нескольким характеристикам. По выраженности нарушений выделяется:
разрыва мениска виды
По расположению выделяют разрыв заднего (развивается наиболее часто), переднего рога и тела. Исходя из основного механизма развития и причинного фактора, классификация включает патологические процессы и травматические повреждения.
Клиника
Симптомы изменений, развивающихся вследствие травмы, появляются остро, их интенсивность пропорциональна степени нарушений. В их числе:
При патологических нарушениях, ведущих к дегенерации внутреннего хряща, симптоматика развивается постепенно в течение достаточно длительного периода времени. Боль вначале может отсутствовать, затем она появляется и усиливается при нагрузках на ногу. Движения могут сопровождаться характерными «щелчками» и «хрустом», что указывает на развитие дегенеративно-дистрофических процессов в хрящевой ткани.
Диагностика
Диагностика
Перед началом адекватного лечения врач обязательно назначает достоверную инструментальную диагностику с визуализацией структур колена, включая мениски. В современных медицинских клиниках она выполняется с использованием рентгена, ультразвукового обследования, магнитно-резонансной (МРТ) и компьютерной (КТ) томографии, а также артроскопии.
МРТ обладает высокой диагностической ценностью, оно используется для проведения классификации нарушений по Stoller (классификация включает четыре степени тяжести, определяемые по определенным критериям).
Артроскопия является инвазивным методом диагностики, при котором проводится непосредственный осмотр структур на экране монитора за счет введения в полость сустава артроскопа, оснащенного видеокамерой с освещением.
Принципы лечения
Основной задачей терапевтических мероприятий является исправление нарушений хрящей колена, а также его функционального состояния. Они являются комплексными и направленными на все звенья патогенетического механизма, могут включать несколько направлений:
Определение объема проводимого лечения осуществляется лечащим специалистом на основании результатов клинического субъективного обследования и дополнительной инструментальной диагностики.
Лечение без операции
Если на основании проведенной комплексной диагностики было выявлено маловыраженное повреждение внутреннего мениска коленного сустава, лечение может включать только выполнение консервативных мероприятий без операции. К ним относятся:
Комплекс мероприятий консервативного лечения позволяет достичь неплохого терапевтического эффекта и обойтись без хирургической операции, но только в случае неполного разрыва внутреннего хряща.
Операция
Если имеет место полный разрыв, при котором изменения затрагивают весь медиальный мениск коленного сустава, лечение обычно включает проведение операции. Ее основной целью является пластика измененных структур или удаление части хряща при невозможности его восстановления. Современная операция выполняется при помощи 2-х основных методов:
Артроскопическая методика
Благодаря внедрению в клиническую практику артроскопической операции удалось достичь значительного снижения травматичности хирургического лечения, уменьшить длительность времени, необходимого для:
Послеоперационное восстановление
После проведения оперативных манипуляций, независимо от методики их выполнения пациент в течение определенного периода времени находится в стационаре медицинского учреждения. Назначается комплекс мероприятий, направленных на скорейшую регенерацию тканей области послеоперационной раны и профилактику осложнений:
Среднее время послеоперационного периода определяется методом выполнения операции. Оно варьирует от 3-5 до 10 дней.
Реабилитация
Реабилитация
Выполнение реабилитационных мероприятий является не менее важным этапом, чем основной курс лечения. Оно подразумевает покой для колена непосредственно после операции или консервативной терапии с последующим выполнением специальных занятий, подразумевающих определенные движения.
По мере восстановления тканей амплитуда движений и нагрузка постепенно увеличиваются. Это дает возможность для адаптации хрящевой ткани к нагрузкам и последующему восстановлению функционального состояния колена.
Лечение дома
Проведение терапевтических мероприятий в домашних условиях возможно только при назначении безоперационного лечения. Если возникает необходимость парентерального (внутримышечного, подкожного или внутривенного) введения лекарственных средств, то пациент получает лечение в амбулаторных условиях. Для этого он посещает манипуляционный кабинет медицинского учреждения, где ему проводятся необходимые манипуляции.
Попытка самостоятельной терапии повреждения внутреннего хряща без прохождения необходимого комплекса диагностических исследований может стать причиной развития различных осложнений, включая ущемление части поврежденного мениска с его вклиниванием в суставную щель. Такие осложнения приводят к необходимости последующего выполнения хирургической операции.
Прогноз
Прогноз при правильной и своевременной терапии изменений медиального мениска в целом является благоприятным. После безоперационного лечения или хирургической операции с обязательным последующим выполнением восстановительных и общих рекомендаций обычно функции колена полностью восстанавливаются. Исключением является необходимость удаления части или всего хряща, с последующим выполнением имплантации.
Использование современных методик терапии в специализированных медицинских клиниках, включая артроскопическую операцию, позволило значительно сократить послеоперационный и реабилитационный период, а саму терапию сделать максимально комфортной для пациента.