人膝前交叉韧带损伤对外侧副韧带影响的生物力学研究

摘要

膝关节是人体最大、最复杂的关节，也是最易损伤的关节之一。前交叉韧带（Anterior cruciate ligament，ACL）和外侧副韧带韧带（Lateral collateral ligament，LCL）都是膝关节主要的稳定结构。ACL的主要功能是在膝关节屈曲过程中控制胫骨前移，在控制膝关节内外翻和旋转时也有一定作用；LCL的主要作用是在屈膝过程中控制膝内翻及旋转。它们的损伤都会导致膝关节的不稳。ACL损伤十分常见，且随着交通事故的增加和体育运动的大众化，其发生率逐年增长。一般ACL损伤常合并其他韧带及半月板损伤。而LCL，损伤发生率低，较少单独发生损伤，大多伴随着ACL的损伤。那么为什么LCL损伤大多随着ACL的损伤而出现呢？相关研究报道甚少。本文先对ACL与LCL的解剖学特点进行了解，然后观察ACL部分切断、完全切断对LCL的力学影响。为ACL损伤后，ACL的修复重建及非手术治疗中防止LCL的继发损伤提供帮助。 第一章外侧副韧带与前交叉韧带解剖学特点的研究 目的:了解ACL、LCL的解剖特点，为ACL断裂对LCL影响的生物力学研究提供解剖学基础。 方法:6具成年男性正常膝关节标本，先分别观察ACL、LCL大体形态，然后测量膝关节0°、30°、60°、90°位ACL前内侧束、后外侧束与LCL长度。最后对其起止点纵、横径和面积进行测量。 结果:1、形态观察：LCL为一独立纤维束呈圆柱形，起于股骨外上髁尖部偏后方的骨性凹陷处，止于腓骨头稍前外方上部的骨性凹陷。整个韧带未见明显的分层及分束，与外侧关节囊不相连。ACL自胫骨髁间隆起的前方，附着于股骨外侧髁的内侧面。近胫骨起点表面似可见一分界线，延续至股骨止点表面。2、长度测量：①膝关节0°、30°、60°、90°，LCL长度均呈略减小的趋势。在屈膝60°、90°位时与0°位时相比较，LCL的长度减小均有显著性差异，p<0.01；在0°与30°、30°与60°、30°与90°、60°与90°两角度之间的长度比较无统计学差异，p>0.05。②膝关节0°、30°、60°、90°，ACL前内侧束长度均长于后外侧束，均有显著性差异，均P<0.01；ACL前内侧束长度长短依次为：膝关节90°、0°、30°、60°，均有显著性差异，均P<0.01；后外侧束长度在膝关节0°长于30°、60°、90°，均有显著性差异，均P<0.01，30°与60°长度无统计学差异，P>0.05，30°与60°长度均大于90°，均有显著性差异，均P<0.01。3、起止点面积及纵、横径测量：①LCL股骨起点面积、纵径和横径均比腓骨止点大，均有统计学差异，p<0.05。②ACL胫骨起点面积、纵径和横径均比股骨止点大，均有显著性差异，均p<0.01。 结论:1.ACL可分前内侧束和后外侧束。2.在膝关节0°、30°、60°、90°中，ACL后外侧束与LCL在0°位最长，在90°位最短。ACL前内侧束在90°位最长，在60°位最短。3.LCL腓骨止点比股骨起点小，可能是LCL常见腓骨止点损伤的解剖基础。 第二章前交叉韧带断裂对外侧副韧带影响的生物力学研究 目的:观察ACL部分切断、完全切断对LCL的力学影响。为ACL损伤后，非手术治疗中防止LCL的继发损伤及ACL的修复重建提供帮助。 方法:成人新鲜正常膝关节标本6具作为ACL完整组，在400N载荷下，测试膝关节0°、30°、60°、90°LCL应变，测试完毕后随机将标本造模成前内侧束（AMB）切断组和后外侧束（PLB）切断组，在上述条件下进行同样的测试，再将6具标本的ACL全部切断作为全断组进行同样测试。 结果:1、ACL完整组：0°时LCL应变为0，30°、60°为压应变，90°为拉伸应变。在膝关节0°与30°、60°、90°位LCL应变比较有显著性差异，p<0.01；30°和60°位LCL应变比较无统计学差异，p>0.05；90°与30°、60°位LCL应变比较有统计学差异，p<0.05。2、AMB切断组：0°、60°、90°时LCL应变为拉伸应变，膝0°位时拉伸应变较小；60°、90°为拉伸应变较大，30°为压应变。在膝关节0°与30°、60°、90°位LCL应变比较有显著性差异，p<0.01；30°与60°、90°位LCL应变比较有显著性差异，p<0.01；60°和90°位LCL应变比较无统计学差异，p>0.05。3、PLB切断组：0°、90°为拉伸应变，90°拉伸应变较大；30°、60°为压应变，30°压应变较大。各角度间均有显著性差异，p<0.01。4、ACL完全切断组：0°、60°、90°为拉伸应变，膝0°位时拉伸应变较小；60°、90°为拉伸应变较大，30°为压应变。在膝关节0°与30°、60°、90°位LCL应变比较有显著性差异，p<0.01；30°与60°、90°位LCL应变比较有显著性差异，p<0.01；60°和90°位LCL应变比较无统计学差异，p>0.05。5、在膝关节0°位时，ACL完整组、AMB切断组、PLB切断、ACL完全切断组LCL应变都约为0。在ACL完整组、AMB切断组、PLB切断组及ACL的完全切断组各组间比较LCL的应变均无统计学差异，p>0.05。6、在膝关节30°位时，ACL完整组、AMB切断组、PLB切断、ACL完全切断组LCL应变都为压应变。ACL完整组与AMB切断组LCL应变比较无统计学差异，p>0.05； PLB切断和ACL完全切断组LCL应变比较无统计学差异，p>0.05。ACL完整组、AMB切断组的应变都分别小于PLB切断组、ACL完全切断组的应变，均有统计学差异，p<0.05。7、在膝关节60°位时，LCL的应变在ACL完整组与PLB切断组都为压应变，AMB切断组和ACL完全切断组都为拉伸应变。ACL完整组与PLB切断组比较无统计学差异，p>0.05； AMB切断组与ACL完全切断组比较无统计学差异，p>0.05。LCL压应变的组别与LCL拉伸应变的组别比较有统计学差异，p<0.05。8、在膝关节90°位时，ACL完整组、AMB切断组、PLB切断、ACL完全切断组LCL应变都为拉伸应变。在ACL完整组、AMB切断组、PLB切断组及ACL完全切断组各组间比较LCL的应变均无统计学差异，p>0.05。 结论:1.在膝伸直、屈膝90°时，AMB切断、PLB切断及ACL完全切断对LCL的应变无影响。2.在屈膝30°时，PLB切断与ACL完全切断后LCL应变减小，LCL变的松弛。3.在屈膝60°时，AMB切断与ACL完全切断后LCL应变增大，LCL变的紧张。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：中英文对照词表

声明

第一章外侧副韧带与前交叉韧带的解剖学特点的研究

1.1 前言

1.2材料与方法

1.2.1实验材料

1.2.2实验设备

1.2.3标本制作

1.2.4实验方法

1.2.5统计方法

1.3 结果

1.3.1 LCL及ACL大体形态观察结果

1.3.2 LCL长度测量结果

1.3.3 ACL前内侧束、后外侧长度测量结果

1.3.4LCL股、腓骨附着点面积及纵横径测量结果

1.3.5 ACL股、胫骨附着点面积及纵横径测量结果

1.4讨论

1.5结论

第二章前交叉韧带断裂对外侧副韧带影响的生物力学研究

2.1前言

2.2材料与方法

2.2.1实验材料

2.2.2实验仪器与设备

2.2.3实验标本分组

2.2.4标本制作

2.2.5实验步骤

2.2.6统计方法

2.3结果

2.3.1膝关节不同角度下ACL各组之间LCL应变的比较

2.3.2膝关节在同一角度下ACL各组之间LCL应变的比较

2.4讨论

2.5结论

参考文献

综述膝节关后补侧角的研究进展

致谢

攻读学位期间主要的研究成果目录