DOI: 10.12307/2024.660
内侧副韧带不同程度损伤时膝关节的应力变化
姜亚琼1
路坦1
徐彪1
杨骏良1
阴玉娇2
1.新乡医学院第一附属医院,关节与创伤外科一病区,新乡市骨关节退行性疾病研究重点实验室,河南省卫辉市 4531002.新乡医学院第一附属医院,手术一部,河南省卫辉市 453100
摘要：背景:膝关节内侧副韧带损伤易导致继发性的半月板及软骨损伤,长期慢性损害会引起骨关节炎的发生.目前,关于内侧副韧带断裂所致半月板及关节软骨损伤的力学研究较少.
目的:探讨膝关节内侧副韧带不同程度损伤对膝关节半月板及软骨生物力学的影响.
方法:选择一名健康志愿者行膝关节CT和MRI检查,获取其影像资料,将扫描数据依次导入 Mimics、Geomagic及Solidworks软件,经配准融合后建立正常膝关节三维模型,并在此基础上模拟出膝关节内侧副韧带不同程度损伤的模型,共分为4组,包括:①内侧副韧带完整;②内侧副韧带深层断裂;③内侧副韧带浅层断裂;④内侧副韧带完全断裂.最后导入Ansys软件,对膝关节施加3种模式载荷:①股骨顶端施加10 N·m外翻力矩;②股骨顶端施加4 N·m内旋力矩;③股骨顶端施加4 N·m外旋力矩.分析4组模型在不同载荷下对膝关节生物力学的影响.
结果与结论:①在膝关节伸直位,对膝关节施加10 N·m外翻力矩时,内侧副韧带不同程度损伤后外侧半月板总体应力均增加,关节软骨应力变化不明显,并且当内侧副韧带浅层出现断裂后外侧半月板应力峰值明显增大;②在膝关节伸直位,对膝关节施加4 N·m内旋力矩时,内侧副韧带不同程度损伤后内外侧半月板总体应力均增加,当内侧副韧带浅层出现断裂时半月板应力峰值从内侧半月板前角转移至外侧半月板前角;③在膝关节伸直位,对膝关节施加4 N·m外旋力矩,内侧副韧带不同程度损伤后外侧半月板应力峰值较内侧半月板增加更明显,关节软骨应力变化较小;④结果表明,膝关节处于伸直状态下,膝关节内侧副韧带浅层断裂继发半月板损伤的风险远大于内侧副韧带深层断裂,而外侧半月板较内侧半月板更易受到损伤;内侧副韧带浅层和深层对膝关节的旋转稳定性均有重要作用.
关键词：膝关节内侧副韧带半月板有限元分析生物力学
分类号：R459.9(治疗学)R318(医用一般科学)R684(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)
论文发表日期：2024-11-21
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 5270-5275 )
英文信息