デイビスの法則

デイビスの法則は、解剖学と生理学において、課せられた要求に沿って軟組織がどのようにモデル化されるかを説明するために使用されます。これは、骨組織に適用されるウォルフの法則に似ています。これは、軟組織が機械的ストレスを受ける方法に応じて治癒するという生理学的原理です。^[1]

これは、もともと骨の適応反応を説明するために開発されたハロルド・フロストのメカノスタットモデルの応用でもあります。しかし、ハロルド・フロスト自身が概説しているように、靭帯、腱、筋膜などの線維性コラーゲン結合組織にも適用されます。 ^{[2] [3]}このモデルの「伸張肥大ルール」は、「断続的な伸張によりコラーゲン組織が肥大し、その結果生じる強度の増加により、張力による伸長が最小限のレベルまで減少する」と述べています。^[4]骨組織の挙動と同様に、この適応反応は、機械的ひずみが特定の閾値を超えた場合にのみ発生します。ハロルド・フロストは、高密度コラーゲン結合組織の場合、関連する閾値は約 23 ニュートン/mm2 または 4% のひずみ伸長であると提案しました。^[5]

デイビスの法則という用語は、牽引法の開発で知られるアメリカの整形外科医ヘンリー・ガセット・デイビスにちなんで名付けられました。この法則が最初に登場したのは、ジョン・ジョセフ・ナットの 1913 年の著書「足の病気と変形」です。ナットは、デイビスの 1867 年の著書「保存的手術」の一節を引用してこの法則を概説しています。

「靭帯、あるいは軟組織は、たとえ中程度の張力でも、その張力が絶え間なく続くと、新しい物質が加わって伸びる。逆に、靭帯、あるいはむしろ軟組織が緩んだ状態をずっと保っていると、その弱った物質が取り除かれるにつれて、靭帯は徐々に短くなり、骨組織と結合する関係は、短くなる前と同じ状態になる。筋肉や靭帯の起点と停止点の間の距離が、相当な期間、中断なく短くなると、自然は、筋肉や靭帯を元の長さに維持するのに時間と物質を無駄にしない。」^[6]

デイヴィスのこの主題に関する著作は、軟部組織の拘縮と側弯症の原因に関する、長く対立する理論の連鎖を明らかにしている。デイヴィスの『保存的外科』におけるコメントは、ブルックリン医療外科研究所のルイス・バウアーが1862年に発表した講義に対する厳しい非難の形をとった。 ^[7]バウアーは著作の中で、「靭帯の収縮は生理学的に不可能である」と主張した。^[8]バウアーは、プロイセンのケーニヒスベルク整形外科研究所所長のユリウス・コンラッド・ヴェルナーが1851年に発表した研究を支持した。一方、バウアーとヴェルナーは、1823年にジャック・マチュー・デルペッシュが発表した研究と矛盾していた。 ^{[9] [10]}

腱は、機械的負荷の変化に反応する軟組織構造です。長期間使用しないと、コラーゲン繊維レベルでの微細構造変化の結果として、弾性率、破壊ひずみ、最大引張強度などのバルク機械的特性が低下します。微小重力シミュレーションでは、人間の被験者は90日間で最大58％の腓腹筋腱強度の低下を経験する可能性があります。^[11] 抵抗トレーニングを許可された被験者は、同じ微小重力環境で腱強度の低下の程度は小さかったものの、弾性率の強度低下は依然として顕著でした。

逆に、長期間の非活動により本来の強度を失った腱は、腱の段階的な再負荷を通じて、ほとんどの機械的特性を取り戻すことができます^[12]。これは、腱が機械的負荷に反応するためです。生物学的シグナル伝達イベントにより、その部位で再成長が開始され、機械的刺激により再構築がさらに促進されます。この 6～8 週間のプロセスにより、腱の機械的特性が増加し、最終的には本来の強度に戻ります^[13] 。 ただし、回復過程での過度の負荷は、材料の破損、つまり部分的な断裂や完全な破裂につながる可能性があります。さらに、研究によると、腱の最大弾性率は約 800 MPa であるため、追加の負荷をかけても弾性率の強度が大幅に増加することはありません^[12] 。これらの結果により、現在の理学療法の実践が変わる可能性があります。なぜなら、腱を積極的にトレーニングしても、ベースラインの機械的特性を超えて構造が強化されることはないためです。そのため、患者は依然として腱の過度の使用や損傷を受けやすいままです。

• 肥大

• デイビス、ヘンリー・ガセット、保存外科ニューヨーク：D.アップルトン＆カンパニー、1867年
• ナット、ジョン・ジョセフ、「足の病気と変形」。ニューヨーク：EB Treat & Co.、1915 年、157～158 ページ。（著作権切れ。Google ブックスから PDF 形式で入手可能）。
• スペンサー AM、「実践的足病整形外科手術」 クリーブランド：オハイオ足病医学大学、1978 年。
• Tippett, Steven R. および Michael L. Voight、「スポーツリハビリテーションのための機能的進歩」。Champaigne IL: Human Kinetics; 1995 年、ISBN 0-87322-660-7、p. 4。