מדרסים אורתופדיים (Foot Orthoses) מוגדרים בספרות הרפואית ככלי להתערבות ביומכנית חיצונית, שמטרתה הראשית היא שינוי התנאים המכניים הפועלים על רקמות כף הרגל ושרשרת התנועה התחתונה בזמן עמידה, הליכה וריצה.
ההבחנה הקלינית המרכזית שחשוב לבסס כבר בשלב זה היא שמדרס אינו מתקן מבנה גרמי — ואינו יכול לעשות זאת באדם בוגר. פעולתו היא פונקציונלית טהורה: שינוי האופן שבו כוחות מכניים מתחלקים, מועברים ונספגים בתוך המערכת הביולוגית.
הבסיס הפיזיולוגי לפעולת המדרס נעוץ במודל העומס-קיבולת, המתאר את הרקמה הביולוגית כמערכת בעלת סף הסתגלות אופטימלי. רקמות חיבור — גידים, רצועות, סחוס ועצם — מסוגלות לשאת עומסים מכניים חוזרים ולהסתגל אליהם (Mechanotransduction), בתנאי שהעומס אינו עולה על קצב ההתאוששות והבנייה מחדש.
כאשר מופר האיזון — בין אם עקב עלייה חדה בעומס (למשל סרגל מאמצים לקוי), ובין אם עקב ליקוי ביומכני המרכז כוחות בנקודה ספציפית — מתפתחת תגובה דלקתית, שחיקה מצטברת, ובסופו של דבר כאב כרוני. תפקיד המדרס במשוואה זו הוא להפחית את העומס המופעל על הרקמה הפגועה — לא על ידי חיסולו, אלא על ידי פיזורו מחדש לאזורים בריאים יותר המסוגלים לשאת אותו (Offloading).
מבחינה פיזיקלית, המדרס פועל דרך שני מנגנונים עיקריים:
מעבר לפעולה המכנית הישירה, הספרות העדכנית מדגישה מנגנון שלישי — ההשפעה על מערכת העצבים-שרירים. כף הרגל עשירה במכנורצפטורים (Mechanoreceptors) הרגישים ללחץ ומתיחה. שינוי הקלט התחושתי על ידי המדרס משפיע על תזמון ועוצמת הפעלת השרירים לאורך הגפה — תופעה המכונה "Muscle Tuning Hypothesis". על פי מודל זה, הגוף מכוון את פעילותו השרירית באופן רציף בתגובה לקלט הנחיתה כדי לצמצם תנודות רקמה מזיקות.
השפעת המדרס אינה מתרחשת בחלל ריק. היא תלויה באינטראקציה עם מאפייני ההנעלה ורמת הכושר השרירי. מחקרו של Mündermann הראה כי ללא חיזוק שרירים פרוקסימליים — בפרט שרירי האגן והירך (Gluteus Medius) — ההשפעה של המדרס על ייצוב הברך מוגבלת. המדרס הוא רכיב בתוך מערכת טיפולית הכוללת שיקום אקטיבי וניהול עומסים כולל.
הבסיס המדעי לשימוש במדרסים אורתופדיים מושתת על שלושה צירים:
הצלחת הטיפול תלויה בדיוק האבחנה הקלינית והתאמת המדרס לפתולוגיה הספציפית של המטופל. מדרס איכותי אינו "תמיכה פסיבית" אלא כלי ביומכני דינמי השואף להחזיר את הגוף לטווח העומס האופטימלי הנדרש להחלמה ותפקוד.
רקמות חיבור — גידים, פסיה פלנטרית, רצועות ועצם — מותאמות מבחינה ביולוגית לשאת עומסים מחזוריים. תחת תנאי עומס תקינים, מיקרו-נזק טבעי המתרחש ברמת סיבי הקולגן ובמטריקס החוץ-תאי מתוקן ברציפות על ידי תאי הרקמה, ובתנאי התאוששות מספקים הרקמה אף מחזקת את עצמה. זהו עיקרון ההסתגלות הביולוגית (Mechanoadaptation) — הבסיס לאימון גופני, לחיזוק עצמות ולשיקום גידים.
הבעיה מתחילה כאשר קצב העומס המצטבר עולה על קצב ההתאוששות. חריגה מקיבולת העומס הרקמתית — בין אם עקב עלייה חדה בפעילות, בין אם עקב ריכוז כוחות כרוני בנקודה אנטומית ספציפית הנובע ממבנה ביומכני לקוי, הנעלה לא מתאימה, משקל גוף גבוה או אופי עבודה חוזר — מובילה להצטברות מיקרו-פציעות בסיבי הקולגן ובמטריקס החוץ-תאי מהר יותר ממה שהרקמה מסוגלת לתקן אותן.
בתגובה למיקרו-פציעות אלו מופעלת תגובה דלקתית מקומית. חשוב להבהיר: דלקת אינה תהליך פתולוגי כשלעצמה — היא מנגנון תיקון מתוחכם הכולל פינוי תאים פגועים, שיגור גורמי גדילה לאזור הנזק וייזום בנייה מחדש של מטריקס קולגן תקין. בנסיבות אידאליות, התגובה הדלקתית מסתיימת עם השלמת התיקון, והרקמה חוזרת לתפקוד מלא.
אך כאשר הגורם המכני הפוגע נמשך — כלומר, כאשר העומס הגורם לנזק אינו מופחת — התגובה הדלקתית אינה מצליחה להגיע לסיומה. הרקמה נכנסת למצב של דלקת כרונית נמוכת עצימות (Low-Grade Chronic Inflammation), המאופיינת בירידה באיכות המטריקס הקולגני, ירידה בסף הכאב של קצות העצב המקומיים, ולעיתים שינויים עצביים מרכזיים המנציחים את תחושת הכאב גם בהיעדר נזק רקמתי פעיל.
כאן בדיוק נכנס מנגנון ה-Offloading כעיקרון טיפולי. הורדת עומס אינה ביטול תנועה לחלוטין — גישה שעצמה עלולה לגרום לאטרופיה שרירית ולהאטת ההחלמה. המטרה היא הפחתה מדודה ומדויקת של העומס האפקטיבי על הרקמה הפגועה — לרמה שמאפשרת למנגנוני התיקון הביולוגיים לפעול ביעילות, מבלי להפסיק את הגירוי המכני הנדרש לבנייה מחדש של רקמה איכותית. זהו האיזון העדין שהתאמה קלינית נכונה של מדרס אמורה להשיג.
הביטוי המחקרי הישיר ביותר ל־Off-loading הוא שינוי במדדי לחץ פלנטרי. מחקרים ביומכאניים משתמשים במערכות מדידה תוך־נעליות (כגון pedar®-X) כדי לכמת:
אמינות מדידות אלו נבדקה ונמצאה גבוהה במחקרי תקפות ושחזור (3).
מחקרים במטטרסלגיה הראו כי מדרסים מותאמים מפחיתים באופן מובהק שיאי לחץ ולחץ מצטבר בראשי המסרקים, בהשוואה להנעלה בלבד, עם שיפור קליני מקביל (4).
במחקרי התאמה מונחית־לחץ בחולי דלקת מפרקים שגרונית (RA), בוצעה מדידת לחץ תוך־נעלית לאחר התאמה ראשונית של מדרסים. כאשר זוהו אזורי עומס שנותרו גבוהים, בוצעו תיקונים במדרס עד להשגת הפחתה נוספת במדדי הלחץ. ממצאים אלו מדגימים כי Off-loading יעיל עשוי לדרוש תהליך התאמה דינמי ולא התאמה חד־פעמית (5).
מחקרים נוספים הדגישו כי גם רפידות “ביקורת” עשויות לשנות לחצים פלנטריים, ולכן יש חשיבות להגדרת קבוצת הביקורת ולניתוח מדויק של השינוי המכאני בפועל (6).
סקירות שיטתיות הראו כי לחומרי המדרס (EVA, פוליאוריתן, Plastazote ואחרים) יש השפעה מדידה על עומסים פלנטריים, אך מידת ההשפעה תלויה בהקשר הקליני ובעיצוב הכולל של המדרס (7).
מחקרים קינמטיים בוחנים האם מדרסים משנים מדדים כגון קריסת העקב (rearfoot eversion), סיבוב פנימי של השוקה, וזוויות קרסול וברך.
מטא־אנליזות מצביעות על כך שמדרסים מסוימים יכולים להפחית קריסה פנימית במידה קטנה אך מדידה, בעיקר כאשר נעשה שימוש בעיצובים ספציפיים (כגון posting קדמי מדיאלי). עם זאת, האפקטים אינם אחידים (8).
מחקרים אחרים מדגישים שונות בין־אישית גבוהה: אצל חלק מהנבדקים נצפים שינויים תנועתיים משמעותיים, ואצל אחרים כמעט ולא – גם כאשר חלוקת הלחצים השתנתה בפועל (9). נוקשות מפרקים משפיעה על ממצאים אלו, כאשר כף רגל נוקשה עשויה להראות שינוי קינמטי קטן גם בנוכחות שינוי עומסים משמעותי.
הגישה הקלינית המודרנית אינה שואפת להביא את כף הרגל ל“ניוטראל מוחלט”, אלא להשיג שינוי תפקודי מספק המפחית עומסים מזיקים.
כף הרגל עשירה בקולטנים תחושתיים, ושינוי ממשק המגע באמצעות מדרס משפיע על הקלט התחושתי למערכת העצבים המרכזית. מחקרי EMG הראו כי מדרסים משנים דפוסי פעילות שרירית בשרירי השוק והקרסול, גם כאשר השינוי הזוויתי קטן (10,11).
מחקרים נוספים הראו הבדלים בסיסיים בפעילות שרירית בין טיפוסי כף רגל שונים, עובדה המסבירה מדוע תגובת המטופלים למדרסים אינה אחידה (12).
הספרות המחקרית מראה כי מדרסים פועלים באמצעות שילוב של:
הצלחת מדרס אינה נמדדת בהגעה לניוטראל אנטומי, אלא ביכולתו ליצור שינוי עומסים ותפקוד המקטין גירוי מכני חוזר ומאפשר התקדמות בתהליכי ההחלמה הביולוגיים.
Murley GS, et al. Foot posture and muscle activity. J Foot Ankle Res, 2009.
Gracey E, et al. Mechanical stress, inflammation, and joint degeneration. Nat Rev Rheumatol, 2020.
Docking SI, Cook J. Pathological tendons maintain sufficient aligned fibrillar structure. J Orthop Res, 2019.
Putti AB, et al. The Pedar® in-shoe system: repeatability and accuracy. Gait & Posture, 2007.
Postema K, et al. Efficacy of custom-made orthopaedic shoes in metatarsalgia. Prosthet Orthot Int, 1998.
Tenten-Diepenmaat M, et al. Pressure-guided in-shoe orthotic optimisation in RA. Gait & Posture, 2016.
McCormick CJ, et al. Plantar pressure changes with sham and real orthoses. J Foot Ankle Res, 2013.
Gerrard JM, et al. Effect of orthotic materials on plantar pressure: systematic review. J Foot Ankle Res, 2020.
Desmyttere G, et al. Effect of foot orthoses on lower limb kinematics: meta-analysis. Clin Biomech, 2018.
Wahmkow G, et al. Arch height and rearfoot kinematics. PLOS ONE, 2017.
Tomaro JE, et al. EMG changes with foot orthoses. J Orthop Sports Phys Ther, 1993.
Reeves ND, et al. Orthotic geometry influences neuromuscular control. J Biomech, 2021.
