ماهي المبادئ الحركية والميكانيكية الحيوية للتجبير
 

الاعتبارات الميكانيكية:
 

الجبائر: هي الأجهزة التي تمارس قوة على جزء متحرك أو غير متحرك من الجسم، حيث أن الجبائر الثابتة تمارس قوة محددة وثابتة على الطرف، كما إنها تسمح بحركة قليلة جدًا أو معدومة، بينما الجبائر الديناميكية تمارس قوة متفاوتة وتتطلب مصدر طاقة ونوع بناء يسمح بالحركة، والجبائر المتحركة هي خيار آخر. كما إنها مزودة بمفصلة للسماح بالحركة ولكن ليس لديها مصدر طاقة لبدء الحركة، وبالتالي لا يمكن نقلها إلا بشكل سلبي ولا يمكن وصفها بأنها ديناميكية.


يبدأ تصميم الجبائر بدراسة قوانين الفيزياء التي تتحكم في عمل وبناء الأجهزة. وقد تشمل هذه القوانين:
 

• قانون الجاذبية.
   
• قانون العمل ورد الفعل.
   
• قوانين القصور الذاتي.
   
• تكوين وقرار القوات.
   
• الحركة الدائرية.
   
• الجاذبية.
   
• الاحتكاك.
   
• الفرض.
   

المصطلحات:
 

• علم الاحصائيات: يصف دراسة توازن القوى مهما كانت هذه القوى تعمل. في التجبير، هو الجهاز الذي يسمح بحركة قليلة أو معدومة، وعادة ما يكون مصممًا لتثبيت المفاصل القريبة بحيث يمكن للطرف البعيد التحرك بسهولة وبألم أقل.
   
• الديناميكيات: هي دراسة السبب والنتيجة في الحركة، أي أنواع مختلفة من الطاقة والمقاومة، فهي تعني المشاركة النشطة للمريض. في التجبير هو جهاز يبدأ أو يعزز الحركة لتعويض فقدان قوة العضلات.
   
• الحركية: دراسة استمرارية الحركة التي نميز فيها بين مسار الحركة الخطية والدائرية. في التجبير هو جبيرة متحركة ذات مفصلات حيث يتم بدء الحركة من قبل المريض. عادة ما يتم استخدامه لاستبعاد أنماط الحركة المرضية.
   
• الخواص الحركية: هي المجال الفرعي للميكانيكا الذي يدرس القوى (مصادر الطاقة) التي تبدأ الحركة في الأجسام والأجهزة. في مصطلحات التجبير مثل الهيدروستاتيكي، الهيدروديناميكا، الحرارة أو الكهرباء يمكن دراستها واستخدامها.
   

نظام القوة الأساسية:
 

يعمل نظام القوة المزدوجة وظائف الجبيرة اعتمادًا على التكوينات الخارجية للجبائر:
 

• نظام ضغط النقاط الثلاث الموجه الخطي.
   
• أنظمة الدوائر (نظام قوى النقطتين).
   

نظام القوة الثلاثي:
 

نظام الضغط (القوى) الخطي الموجه يعمل على جبيرة مفصلية، ويؤثر على حركة المفصل عن طريق التثبيت أو التعبئة أو التقييد أو قوى نقل عزم الدوران. كما يتم تطبيق القوى على ثلاث نقاط دعم لتثبيت الطرف في خط مستقيم. ثلاثة جبائر نقطية تسمى “أنظمة الرافعة”.


الجبائر ذات أنظمة الضغط ثلاثية النقاط لها قوة متبادلة متوسطة. حيث تمثل المقدارالذي هو مجموع القوى القريبة المتعارضة (F1) والبعيدة (F0)، مع التكوين المحيطي، كما لا تحتوي جبائر التكيّف على نظام عكسي وسطي.
 

نظام القوة الثنائي:
 

يتم تطبيق القوى على نقطتي دعم لتثبيت الطرف بزاوية. كما تسمى الجبائر ذات النقطتين “أنظمة الدائرة”، يعتبر نظام هيدروليكي متعدد النقطتين للضغط المتعارض. وفقًا للضغط المنخفض لباسكال على جزء معين من السائل يتم توزيعه بنفس الكثافة في جميع الاتجاهات. كما أن نظام ضغط متعدد النقطتين المتعاكستين يعمل على جبيرة محيطية غير محددة.
 

نظام هيدروليكي متعدد الضغط ذو نقطتين متعاكستين:
 

تستخدم للتثبيت، على سبيل المثال: جبيرة التكيّف. حيث يوفر الدعم لهيكل الشفاء بما في ذلك البكرات الرقمية التي تم إصلاحها والكسور المستقرة والأنسجة الرخوة التالفة من الاستخدام المفرط أو الإجهاد المتكرر. نوع آخر من التثبيت هو الشلل الميكانيكي.
 

متى يحدث الشلل الميكانيكي:
 

• القوى التي تؤثر على المفاصل هي: الجاذبية ونغمة العضلات، كما قد تكون قوى مرضية.
   
• المفاصل تسمح بالحركة الدورانية.
   
• عندما يتمزق الأربطة أو يصبح نمط حركة الكسر غير محدد ويمكن أن تكون كل من الحركات الدائرية والخطية ممكنة.
   
• لا يمكن استخدام وزن الجبيرة كقوة.
   
• تحدث الحركة الدورانية عندما لا تكمن قوتان متعارضتان في امتداد الآخر.
  
  
  لشل حركة الدوران يجب أن يساوي مجموع القوى صفر (0).
   

الحركة أو التعبئة:
 

تشير التعبئة إلى الانتقال من نقطة إلى أخرى أو موضع البداية إلى موضع نهائي. وهي نوعان:


1- التعبئة الثابتة: يصف طرفًا تم وضعه في موضعه النهائي ويتم تثبيته هناك من خلال تطبيق قوة مساوية للمقاومة ولكنها تعمل في الاتجاه المعاكس.


2- التعبئة الديناميكية: يعني ضمناً التفاعل بين القوة والمقاومة من حيث إما أن المقاومة تقل تدريجياً وتنتهي للقوة أو أن القوة تسيطر على بعضها البعض بالتناوب مما يؤدي إلى حركة ذهابًا وإيابًا.
 

نظام الرافعة والقوى:
 

إذا وضعت وزنين متساويين على مسافة متساوية على جانبي نقطة الارتكاز، فستتوازن الرافعة. حيث يمكننا استخدام صيغة بسيطة للتعبير عن هذا:
 

• F1 x D1 = F2 x D2 (حيث F هي القوة و D هي المسافة من نقطة الارتكاز).
   
• عندما تكون القوة X المسافة على كل جانب من جوانب المعادلة متساوية، يتحقق التوازن.
   

الآثار الميكانيكية الحيوية:
 

ميكانيكيًا، الجبائر عبارة عن آلات بسيطة، رافعات تعمل في حالة توازن، بمبدأ دمج القوى ومحور الدوران وأذرع العزم والمقاومات. كما قد تفشل وظيفة الجبائر بسبب عدم الانتباه لأنظمة الرافعة عند اللعب بين الجبيرة والأطراف أو بين أجزاء الجبيرة الفردية، تعتبر الجبيرة رافعة من الدرجة الأولى.


عندما يكون الرسغ في وضع محايد، يعمل حوض الساعد كذراع قوة، ويعمل شريط المشط الراحي كذراع المقاومة.
 

زيادة الميزة الميكانيكية:
 

إذا انخفض طول حوض الساعد، ظل دعم الراحية والمقاومة دون تغيير، حيث ستكون القوة عند الطرف القريب من الجبيرة أكبر بمرتين مما يؤدي إلى عدم راحة المريض ويزيد بشكل كبير من فرص حدوث مشاكل الضغط لللين الأساسي نسيج.
 

التنفيذ الميكانيكي الحيوي:
 

تنطبق مفاهيم مماثلة على أي دعم جامد بغض النظر عن الشكل، إذا كان وزن اليد واتجاه قوتها وطول دعامة الراحية ثابتة، فإن إطالة حوض الساعد يقلل من القوة الناتجة في نهاية الجبيرة، مع وضع شريط المعصم في وضع الامتداد، حيث تستمر الجبيرة في العمل كرافعة من الدرجة الأولى، ولكن يتم تغيير اتجاه خط المقاومة.
 

أهمية وضع الحزام (الشريط) على الجبيرة:
 

يعد وضع الشريط أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الوظيفة الميكانيكية المثلى للجبائر. إذا لم يتم وضع الأشرطة بشكل استراتيجي على أطوال أذرع رافعة الجبيرة، ستكون الجبيرة أقل فعالية. كما يجب ربط الأشرطة بشكل بعيد وقريب على جبيرة قدر الإمكان. و قد يتم حساب مقدار القوة المتولدة على المرفق القريب لزيادة أطوال التعلق بشكل تدريجي عندما تظل المقاومة وخط عمل المقاومة وذراع المقاومة بدون تغيير. سوف ينتج عن ذراع القوة الأطول شريط ربط أطول وميزة ميكانيكية متزايدة.
 

استخدم القوة الدورانية المثلى:
 

يمكن تحقيق الفعالية المثلى للجبيرة دون إحداث إحباط للمريض أو زيادة تلف الأنسجة من خلال ضغط المفصل أو فصله. حيث أن أي قوة مطبقة على جزء عظمي لتعبئة المفصل يمكن حلها في زوج من المكونات المستطيلة المتزامنة التي تعمل في اتجاهات محددة.


كما يتكون المكونان من:
 

1. عنصر دوراني ينتج دوران مشترك.
    
2. عنصر انتقالي ينتج عنه تشتيت أو ضغط مشترك.
   
   
   يجب تطبيق التعبئة بزاوية 90 درجة للتسخير. حيث أنه عند 90 درجة تكون القوة الانتقالية صفرًا، مما يؤدي إلى عدم وجود عنصر ضغط أو تشتيت للمفصل. كما يمكن القضاء على القوى الانتقالية، كما تسمح زاوية سحب 90 درجة بالحجم الكامل للمساعدة على التعبئة على مفصل الرسغ.
   
   
   كما يجب الحفاظ على زاوية 90 درجة من مساعدة التعبئة للجزء المعبأ مع تغير حركة المفصل السلبية. ففي تصميمات الجبيرة التي تتضمن مفاصل ثانوية، تؤثر قوتان دورانيتان أو أكثر على حركة المفصل الرقمي. حيث أنه عند زاوية 90 درجة من الاقتراب من شريط الكتائب الظهرية إلى الكتائب القريبة تمنع الهجرة القريبة أو البعيدة للشريط.
    

تأثير رد الفعل التعبئة في المفاصل الثانوية:
 

عندما يتم تطبيق جر التعبئة على المفاصل الأولية، قد يحدث إزاحة التفاعل في المفاصل الثانوية إذا كان مقدار الصلابة مختلفًا بشكل ملحوظ بين المفاصل الأولية والثانوية. كما قد يسبب المزيد من التوتر في رباط المفصل الثانوي وقد يتسبب في عدم الاستقرار أو خلع المفصل، يجب التأكد من أن إزاحة التفاعل لا تخلق نقاط ارتكاز ضيقة ومدمرة للأنسجة عند الحواف البعيدة لقضبان الكتائب الظهرية.


الحل: دعم محيطي أو من خلال وضع استراتيجي للأحزمة.
 

الآثار السريرية:
 

• الجبائر الأوسع والأطول تكون أكثر راحة من الجبائر القصيرة الضيقة: تقلل من تأثير قوة المقاومة، تزيد مساحة التأثير، تقلل أو تلغي تلف الأنسجة الرخوة.
   
• تسبب الحواف الملفوفة على الجانب القريب والبعيد من جبيرة الراحية والجانب البعيد للجبيرة الظهرية ضغطًا أقل من الحواف المستقيمة: حيث تسمح الحواف الملفوفة بتوزيع الضغط على مساحة أكبر، كما أن البطانة المطاطية والمواد المبطنة والزوايا المستديرة وحواف الجبيرة الملساء لا تزيد من تكوين الجبيرة فحسب، بل إنها تقلل من تأثير القوة على مادة الجبيرة وتساعد على تقليل الضغط المفرط على الجلد الأساسي.
   
• نوبة متجاورة: سيقلل التوافق المطابق على النتوءات العظمية من احتمال تلف الأنسجة الرخوة عن طريق تشتيت قوى الضغط بالتساوي على مساحة أكبر. ومع قوى الضغط المنخفضة والعوامل الميكانيكية المحسنة، يتم تعزيز راحة المريض من خلال الجبائر ذات منطقة التلامس الأكبر.
   
• دمج المكونات المفصلية بشكل مناسب: تعمل الجبائر المفصلية على حماية هياكل الأنسجة الرخوة وتحسين الوظيفة. كما أن المحاذاة مع محاور المفصل التشريحية “مكبس” على الطرف عند حدوث حركة نشطة، يتسبب في قوى القص والاحتكاك.
   
• زيادة قوة المواد من خلال توفير محيط: تصميم الجبيرة والمواد التي سيتم استخدامها، يجب على المرء أن يحرص على مطابقة التصميم مع خصائص المواد. عندما يتم وضع قوة كبيرة على قطعة مسطحة ورقيقة من المادة، فإن القوة المضادة التي تنتجها المادة تكون غير كافية، كما يتم تحديد المادة في شكل نصف أسطوانة تصبح المادة أكثر صلابة وتنتج قوة معاكسة أكبر.
   
• التخلص من الاحتكاك: يحدث الاحتكاك الحركي عندما تتحرك الأسطح الملامسة لبعضها البعض، كما يوجد اختلاف في الكثافة بين الأسطح، وقد يبدأ السطح الصلب في تآكل الأسطح الأكثر ليونة. كما قد يحدث الاحتكاك الحركي بين الجبيرة والأطراف أو بين الأسطح الجلدية المتجاورة. مما يؤدي إلى تهيج الجلد والتقرح والانهيار النهائي.
  
  
  يشير الاحتكاك الناجم عن جبيرة عادة إلى ضعف الملاءمة أو محاذاة المفاصل بشكل غير صحيح أو أجهزة تثبيت غير فعالة. كما يجب ملاءمة متجاورة جيدة ومحاذاة مشتركة مناسبة ووضع استراتيجي للأحزمة واستخدام(مادة غير زلقة).