膝內(nèi)翻角度變化對膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室接觸應(yīng)力影響的生物力學(xué)研究.pdf

1、目的:本課題通過采用壓敏片技術(shù)和正常尸體膝關(guān)節(jié)，直接測定正常膝關(guān)節(jié)、脛骨高位截骨內(nèi)固定術(shù)后膝內(nèi)翻0度、2度、4度、6度，…，30度膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室的接觸應(yīng)力改變。分析膝內(nèi)翻角度的改變對內(nèi)側(cè)間室壓力的影響，并將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找到隨著膝內(nèi)翻角度的增加內(nèi)側(cè)間室接觸應(yīng)力變化的相關(guān)性，為膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形的膝骨性關(guān)節(jié)炎的力學(xué)及臨床治療提供一些參考信息。
　　方法:選取6例新鮮成年男性尸體下肢標(biāo)本（其中左側(cè)三例，右側(cè)三例，分別源自3具成年男

2、性尸體），經(jīng)過提前嚴(yán)格測量下肢機(jī)械力線為0°，股骨脛骨角約為172度（此時膝關(guān)節(jié)無內(nèi)翻畸形）。實(shí)驗(yàn)前行X線檢查見每個膝關(guān)節(jié)間隙勻稱，關(guān)節(jié)軟骨完整，骨骼無明顯骨質(zhì)改變及解剖學(xué)變異。6例下肢標(biāo)本從尸體股骨上中段離斷后剔除軟組織，股骨保留25cm，脛骨及腓骨保留25cm。在剔除膝關(guān)節(jié)周圍軟組織時，著重保留膝關(guān)節(jié)前、后交叉韌帶、內(nèi)外側(cè)副韌帶及內(nèi)、外側(cè)半月板的解剖學(xué)完整，以免影響正常脛股關(guān)節(jié)接觸應(yīng)力;保留上脛腓韌帶維持脛腓骨的連接;保護(hù)脛股關(guān)節(jié)、

3、髕股關(guān)節(jié)處理過程中不被破壞，共組成6套膝關(guān)節(jié)骨標(biāo)本。透視下于脛骨關(guān)節(jié)面下2cm行近端截斷脛骨，在腓側(cè)插入異形鋼板固定離斷的脛骨斷端。安裝固定異形鋼板，透視后再次測量脛股骨角為172度。調(diào)整異形鋼板的角度，軸向加壓(700N)，利用壓敏片測量膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室的應(yīng)力變化。
　　結(jié)果:6個標(biāo)本的數(shù)據(jù)均表明隨著膝內(nèi)翻角度的增大，膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室應(yīng)力逐漸增加，當(dāng)膝內(nèi)翻角度為0度時，內(nèi)側(cè)間室應(yīng)力值為1.611±0.363MPa，隨膝內(nèi)翻角度由0度

4、逐漸增加至10度時，其內(nèi)側(cè)間室應(yīng)力值顯著增加5.113±0.796 MPa，當(dāng)角度達(dá)到14度時達(dá)到了實(shí)驗(yàn)中的最高數(shù)據(jù):8.032±1.088 MPa;之后隨著角度的增加，膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室的應(yīng)力值開始逐漸減小，到膝內(nèi)翻角度為30度時應(yīng)力值壓力為:2.009±0.386 MPa。各組數(shù)據(jù)用Bartlett法進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，證明方差齊有可比性。采用單因素方差分析得出隨著膝內(nèi)翻角度的變化，膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室的應(yīng)力而變化，其數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(x2=

5、18.976，P＜0.01)。
　　結(jié)論:隨膝內(nèi)翻角度的增大膝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)間室應(yīng)力值發(fā)生了顯著的變化，并在14度時達(dá)到高峰，那么膝內(nèi)翻的角度越小，內(nèi)側(cè)間室接觸應(yīng)力越小，所以臨床上利用楔形截骨的術(shù)式，減輕膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室的負(fù)荷，改善伴膝內(nèi)翻畸形的膝骨性關(guān)節(jié)炎的癥狀及延緩病程。這就是脛骨高位截骨治療膝內(nèi)翻內(nèi)側(cè)間室骨性關(guān)節(jié)炎的機(jī)制。隨著膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角度的增加，膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室脛股關(guān)節(jié)接觸點(diǎn)內(nèi)移至膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)緣，壓力主要集中在內(nèi)側(cè)邊緣。很多因素的變