公务员期刊网 精选范文 肌腱和韧带的生物力学范文

肌腱和韧带的生物力学精选(九篇)

前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的肌腱和韧带的生物力学主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。

肌腱和韧带的生物力学

第1篇:肌腱和韧带的生物力学范文

【摘要】目的研究人髌腱密度与其生物力学的关系,寻找能于前交叉韧带重建术前检测髌腱移植物生物力学性质的方法。方法对20例不成对人体髌腱(男10例,女10例)进行单轴拉伸试验,来研究供者性别及髌腱密度对其生物力学性质的影响,髌腱密度根据其所测得体积和质量计算出。结果髌腱的生物力学性质基于性别上的差异均无显著性,而与其密度呈正相关。密度>1.68g/cm3(n=8)的髌腱的最大抗张强度比质量密度<1.68g/cm3(n=12)者明显要高。结论髌腱密度可以用来评价该髌腱的质量,因此,可利用术前测量活体内髌腱的密度来决定该前交叉韧带重建是用异体移植物还是自体移植物。

【关键词】髌腱;密度;移植物质量;生物力学性质

Themechanicalpropertiesofthehumanpatellartendoncorrelatedtoitsmassdensity

【Abstract】ObjectiveTostudytheeffectsoftissuemassdensityonthemechanicalpropertiesofthepatellartendonandfindoutpredictorsofthemechanicalpropertiesofthepatellartendon,usedasgraftsinanteriorcruciateligamentreconstructionsurgeries.MethodsUniaxialtensiontestswereperformedtodeterminetheeffectsofdonorsexandmassdensityofthetissueonthemechanicalpropertiesoftwentyunpairedhumanpatellartendons(10maleand10female).Massdensityofthepatellartendonwasdeterminedbymeasuringitsvolumeandmass.ResultsNoevidenceofsex-baseddifferencesinanyofthemechanicalpropertiesofthepatellartendonwasfound.Themechanicalpropertiesofthepatellartendonweresignificantlycorrelatedtoitsmassdensity.Thetensilestrengthweresignificantlyhigherforthosepatellartendonshavingamassdensitygreaterthan1.68g/cm3.ConclusionThemassdensityofthepatellartendonmaybeconsideredasanindicatorofmechanicalpropertiesofthepatellartendonorgraftquality.Invivomeasurementofthemassdensityofthepatellartendon,priortosurgery,canbeusedtodecideifaparticularACLreconstructionshouldbecarriedoutwithanallograftoranautograft.

【Keywords】patellartendon;massdensity;graftquality;mechnicalproperties

自体髌腱复合体曾被作为移植重建前交叉韧带的金标准,目前仍为外科医生重建手术的首选。学者们对髌腱的生物力学性质进行了广泛研究,希望找到能于移植前有效评价移植腱质量的客观变量,为临床选择肌腱提供依据。笔者对人髌腱的密度及其生物力学性质进行研究,希望确定供体髌腱密度对其生物力学性质的影响。

1资料与方法

1.1一般资料从国人新鲜尸体中获取20例不成对的膝关节(男10例,女10例),冷冻在-20℃,直到试验日为止。膝关节均在供者死亡后12h内冷冻。冷冻时间1~12个月不等。死者排除以下情况:(1)年龄>50岁;(2)骨骼未发育完全者(女性<16岁,男性<19岁);(3)有膝关节手术史;(4)有膝关节炎病史。在取髌腱标本之前,先将膝关节在室温中解冻。将髌腱连同全部髌骨和胫骨的一部分(包含有胫骨结节)从膝关节中分割出来。胫骨部分修整成楔形,取髌腱的中央部分(平均5mm宽),用手术刀沿着腱束的长轴将腱的内外侧修理成直的平面。小心操作以避免将腱束横行切断。用游标卡尺在不同截面测量髌腱的宽和厚,取其均值,并测量髌腱的长,用以计算髌腱的体积。

1.2使用仪器将样本安装在DCS-25T电子万能试验机(日本岛津)上,进行单轴拉伸试验,拉伸速度为30mm/min。以3033型X-Y函数记录仪(四川仪表制造厂)记录载荷―变形曲线,并进行分析,得出最大载荷、衰竭应变及弹性模量。

1.3计算样本密度力学测试完毕后将样本的腱性部分从骨的附着点上分离出来,称重。根据前面算出的体积计算出每个样本的密度。

1.4统计学方法采集所有数据,应用t检验来比较不同性别来源的髌腱的力学性质,进行相关性分析来判断髌腱密度与生物力学性质间的关系。将样本根据密度排列,再随机选择其中一个密度作为标准,将其上、下两组样本的生物力学指标用t检验分析,重复这个过程,检验是否存在一个密度值,比这个密度值大的样本与比这个密度值小的样本相比,其生物力学强度要高。

2结果

样本的平均截面积是19.47mm2(SD8.72),髌腱的平均长度是47.83mm(SD3.78),男性髌腱平均长49.22mm(SD3.42),比女性髌腱[平均46.44mm(SD3.76)]稍长一些(P=0.05)。髌腱组织混合在一起的平均密度是1.61g/cm3(SD0.47)。男性髌腱的密度(1.68g/cm3)和女性髌腱的密度(1.54g/cm3)之间差异无显著性(P=0.23),所测得密度范围为0.81~2.57g/cm3。

髌腱的力学性质不依赖于供体的年龄和性别。在最大抗张强度(P=0.62,)、最大应变(P=0.61)、弹性模量(P=0.57)方面基于性别上的差异均无显著性。因为性别和年龄对髌腱力学性质没有任何影响,所以将样本混合起来做密度的相关分析。样本的最大抗张强度与其密度相关(r=0.57,P<0.02)。髌腱的弹性模量也与其密度呈正相关,尽管其相关性较弱,但亦有统计学意义(r=0.44,P<0.05)。衰竭应变与其密度无相关性(r=-0.25,P>0.1)。连续采用t检验分析显示密度>1.68g/cm3(n=8)的髌腱的最大抗张强度比质量密度<1.68g/cm3(n=12)者明显要高。

3讨论

本研究中,组织密度被作为变量进行相关性分析,通过测量其密度,就去除了组织大小对相关性分析的影响。我们发现在髌腱的生物力学性质与密度之间高度相关。较大的组织密度可能意味着较多的胶原堆积在组织中,产生较大的生物力学强度。WooSL[1]发现经常活动的猪的伸趾肌腱质量和胶原含量增加,其最大抗张强度显著增加。但其未做肌腱生物力学和其质量的相关性研究。我们发现了髌腱组织的一个密度值(1.68g/cm3),大于这个密度的髌腱群体,其生物力学强度显著要高。因为高于或低于这个髌腱密度值的供者的平均年龄非常接近,所以年龄不会导致髌腱的生物力学的差异。这与Flahiff[2]报道的结果一致。

在以前的研究中,诸如样本大小、组织储藏方法、组织的测试条件、样本的截面积和力学测试方法等因素都被认为是很重要的因素,并且各实验间各不相同[3],因此,难以做具体数据上的比较。文献报道[3],测试过程中对样本进行盐水浴,让液体从腱组织渗出,能产生更大的强度和硬度。一些研究人员观察了髌腱生物力学的差异,猜测可能有某些内在或外在的因素与此差异性有关。例如,Flahiff[2]认为重量、活动量、健康及饮食能影响髌腱的力学性能,虽然Beynnon[4]陈述软组织内在的未知生物学因素能导致肌腱力学性能的差异。基于我们的研究,髌腱的密度似乎是这种差异的一个原因。

本研究最有意义的成果是,髌腱密度可以用来评价该髌腱的质量。这个发现在临床上将具有重要意义。有些学者[4]认为,在重建手术进行之前预测自体移植物的生物力学性能很重要。他们报道移植物移植后有不同程度的伸长,导致手术5年后过度的膝关节前后松弛。这些研究人员也主张,因为重建术后难以立即测量移植物的伸长量,所以有一种能预测自体移植物的生物力学性质的简单指示器是非常必要的。基于我们的研究,自体移植物的密度能被用来预测包括弹性模量在内的生物力学性质。现代影像技术如CT扫描能无创测量移植组织的密度。利用一条组织密度与CT值的标准曲线就可以从CT扫描中得到组织密度。因此,可利用术前测量活体内髌腱的密度来决定该前交叉韧带重建是用异体移植物还是自体移植物为好。

这里得出的结果不能应用到异体移植物。因为重建术前异体移植物经过了射线照射和冻干处理。

【参考文献】

1WooSL,GomezMA,AmielD,etal.Theeffectsofexerciseonthebiomechanicalandbiochemicalpropertiesofswinedigitalflexortendons.JBiomechEng,1981,103:51-56.

2FlahiffCM,BrooksAT,HollisJM,etal.Biomechanicalanalysisofpatellartendonallograftsasafunctionofdonorage.AmJSportsMed,1994,23:354-358.

第2篇:肌腱和韧带的生物力学范文

[摘要]目的:研究顽固性肩周炎与肱二头肌生物力学发病机理和临床意义。方法:采用针刀松解肱二头肌长头、短头,配合手法治疗,一周治疗一次,一般治疗一次症状明显减轻,治疗二次病情明显好转。结果:经采用针刀松解肱二头肌长头、短头,配合“三维式”手法,病人获得满意效果,总有效率达98.64%。结论:通过临床研究,探讨顽固性肩周炎发病机理与肱二头肌生物力学平衡失调有直接关系,和女性过早停经,内分泌失调有着重要意义。根据临床病症分为“三级标准”,为临时床治疗和研究提供了重要依据,是顽固性肩周炎的治疗,达到“安全、无痛苦、无后遗症”,深受中老年患者的欢迎。

[关键词]肩关节周围炎;肱二头肌;生物力学;内分泌失调;发病机理

肩周炎是肩关节周围发生无菌性炎症,是中老年人的常见病、多发病。多见于50岁左右的女性,故有人称它为“五十肩”。本病是由于肩关节囊及其周围韧带、肌腱和滑膜囊发生了慢性非特异性炎症所致,俗称漏肩风、冻结肩等,正式名称应为“肩关节周围炎”。通过临床观察和研究,认为肩周炎发病机理与肱二头肌生物力学平衡失调有密切关系,和女性过早停经及内分泌失调有着重要意义。现就将我院近年来研究的病例,报告如下:

1 研究对象

1.1 对象:本组研究对象为住院病例33例,门诊病例40例,共为73例,男性27例,女性46例;年龄最小38岁,最大63岁;其中单侧左肩31例,右肩39例,双肩3例6肩,共合76肩。病程最短6个月,最长者3年。

1.2 临床表现:本组患者主要症状为肩关节疼痛、肌肉无力、活动障碍;肩关节为钝痛、刀割样痛31例,夜间疼痛加重67例,疼痛持续性肌肉痉挛34例,疼痛局限在肩关节67例,向上肢放射47例,有向后放射到肩胛骨71例,穿上衣耸肩困难70例,肩内外旋时疼痛加重63例,梳头洗脸困难59例,患侧手摸背受限69例,出现檫屁股困难37例,病人不敢患侧卧位71例。

1.3 临床体征:患者均有不同程度肩关节疼痛,肩关节活动受限73例,上举困难者69例,影响穿衣服70例,梳头洗脸困难59例,后背檫屁股困难37例,肩峰下压痛29例,肱二头肌短头压痛73例,肱二头肌长头压痛63例,“天宗”穴压痛59例,放射到三角肌10例,岗上肌、岗下肌附着点压痛37例。

1.4 影像学检查:肩关节周围炎是软组织病变,所以X光检查多为阴性,对直接诊断虽无帮助,但可以排除骨与关节病,对于中老年患者可以排除其它疾病,以防延误诊断,病程久者可见关节间隙变窄,退行性改变,老年患者可见骨质疏松,岗上肌腱钙化等征象。

2 临床分级标准

2.1 轻度:肩关节痛,活动后疼痛,活动度稍受限,①上举>150°,②外展>60,③内旋>70°,④手指能摸到T12后棘突。

2.2 中度:肩关节痛较剧,白天疼痛,活动度受限,①上举>90°,②外展>45°,③内旋>40°,④手指可摸到骶椎后棘突。

2.3 重度:肩关节痛剧烈,夜间剧,活动度明显受限,①上举<60°,②外展<45,③内旋<40°,④手指摸不到骶椎后棘突。

3 治疗方法

3.1 定点:患者取侧身卧位,患侧朝上,健侧在下,脱掉上衣,充分暴露患侧肩部,患者全身放松,根据患者病情,用紫药水棉签,依次做好肱二头肌长头、短头,肩峰,岗上肌、岗下肌定点定位,铺巾,常规碘酒、酒精按外科无菌消毒。

3.2 针刀松解:术者带无菌一次性手套,用0.5%利多卡因10ml局部侵润麻醉,同时在肩胛上神经注射,取一次性针刀4号或3号,按定点部位,采用针刀刺入四步规程,依次松解肱二头肌长头、短头,剥离粘连、切开关节囊减压,及岗上肌松解,肱二头肌长头、短头是关键部位,只要方法正确,部位准确,可达到立竿见影效果。

3.3 三维手法:在针刀松解粘连,切开减压,达到“开口效应”时,再配合“三维手法”,以右肩关节为例:①肩前旋转法术者左手稳住患者肩关节,右手握稳肘关节,以肩关节为中心,前后摆动,循序渐进,当自感肩关节活动开的瞬间,右肘上抬外旋,使患者不觉晓瞬间,肩前旋转手法完成。②肩中旋转法基本方法、要领同前,方向正中向上。③肩后旋转法基本方法、要领同前,方向向后,上抬外旋,使患者不觉晓瞬间,肩后旋转手法完成。使肩关节粘连充分松解,肩关节功能得到很快恢复。

4 康复功能训练(针刀术后6小时练功)

①双手抡拳:左右肩关节划圈抡动15圈。②双肩耸肩:双手叉腰,上下前后缩头耸肩,每次15下。③双手揪耳:两手交叉揪住耳廓,连揪15下。④双手攀天:十指相挟,手心向上,举过头顶,上下前后摇动30下。⑤长鹰展翅:双臂平抬成飞翔势,上下扇动30下。⑥双手托头:两手插入脑后,手心向上十指相挟,向上托头20下。⑦双手晃肘:两臂同时抱肘,上下左右晃动30下。早晚各一次。

5 治疗疗程

一般治疗一次,休息七天后,根据病情再选择二次治疗,两次为一疗程。大部分病人一次治愈,少部分病人需要二次治疗,及少数病人需要治疗三次。

5.1 疗效标准。治愈:临床治愈,肩关节疼痛和麻木等症状完全消失,肩关节功能活动正常,3个月以上无复发;好转:显效,症状、体征基本消失,长时间激烈活动后疼痛出现;有效:症状、体征减轻,负重或剧烈活动后疼痛加重;无效:症状、体征无改善。

5.2 治疗结果:结果本组随访6个月至1年。6个月结果:其中治愈37例39肩,好转19例21肩,有效5例5肩,有效率83.5%。1年结果:治愈7例8肩,好转2例2肩,有效2例2肩,无效1例1肩,有效率15%。总效率达98.5%。无效一例经全面检查,肺部CT检查,右上肺占位性病变,转上级医院手术治疗。

6 讨论

6.1 肩周炎的发病机理:肩周炎是发生于肩关节周围软组织退行性变和慢性无菌性炎症。俗称冻结肩、漏肩风、五十肩,是常见和多发疾病,多为单侧发病,右侧较左侧多见,少数可双侧同时发病。多发于中老年人,女性高于男性。肩周炎的早期变化是纤维性的关节囊收缩变小。肩关节造影可说明关节的容积减小。在病变的晚期除关节囊的严重收缩外,其他软组织也都受到波及,呈普遍的胶原纤维的退行性变,受累的组织都呈进行性纤维化,有的血管分布增加,滑膜增厚,软组织失去弹性、短缩与硬化。由于软组织很脆,以致当肱骨外展时即可造成撕裂。

女性患肩周炎人数是男性的5到10倍,这和女性的生理特点有关。女子在45岁到55岁之间处于更年期,身体处于内分泌平衡失调期,其体内雌性激素分泌量急剧减少。由于雌性激素减少,会导致高密度脂蛋白水平下降,而高密度脂蛋白是代谢体内多余血脂的物质,它的减少会导致体内的血脂大量沉积在

血管内壁,尤其容易沉积在受过炎症的关节组织内,造成关节组织的血管阻塞、气血不通,加重炎性反应,肿胀导致疼痛。女性发病年龄逐向年轻,本组一例月经早停,38岁患上此病。

糖尿病也可引起肩周炎,具体机理还有待进一步行研究,多倾向于胶原蛋自理论,胶原蛋白是组成韧带和腱鞘的主要成分,而韧带则在关节腔内把不同的骨骼相连接,当胶原蛋白出现问题时则会影响关节功能,其中,葡萄糖分子会与胶原蛋白结合,使胶原蛋白功能变性。对于糖尿病患者,由于血糖升高,导致葡萄糖与胶原蛋白的结合物在肩部软骨和腱鞘的不正常沉积,引起肩关节僵硬,活动受限。

6.2 肱二头肌生物力学:肩关节退行性改变、过度运动,而致使肱二头肌长头肌生物力学平衡失调,在肩关节疾病中有着重要意义。过度运动肱二头肌长头肌腱,使组织学及生物力学特性发生了显著的改变。过度运动后,肌腱某些部位胶原纤维发生变性,部分断裂,纤维细胞数量减少。细胞由梭型变为圆形,部分向软骨细胞分化,形成纤维软骨样结构。生物力学实验中发现肌腱所能承受的最大载荷和最大应力均有显著的降低。肌腱最易发生断裂部位和肌腱发生变性部位一致。肩关节过度运动可以导致肱二头肌腱变性、劳损,使肱二头肌腱生物力学平衡失调,从而诱发肩周炎有着重要临床意义。

6.3 针刀治疗肩周炎临床疗效:肩周炎的形成认识并不十分明确。但一般认为是因肩部慢性劳损,退变或一次急剧的创伤,引起肩部软组织急、慢性无菌性炎症反应有关。而由于解剖、病理、生化、免疫学及病因学知识的积累,以及影象诊断技术的进步,使更精确,更科学的诊断有了条件。传统意义上肩周炎已被细分为“肱二头肌长头腱鞘炎”、“喙突炎”、“岗上肌腱炎”、“肩峰下滑囊炎”、“冻结肩”、“肩撞击综合症”等具体定位定性疾病。患病后如果给予积极治疗、认真养护,会有不同程度的恢复,乃至完全康复。反之则加重病情,影响劳动及生活,甚至不能自理。

通过临床系统观察,总结研究,认为本病发病机理与肱二头肌生物力学平衡失调有密切关系,和女性过早停经及内分泌失调有着重要意义。治疗顽固性肩周炎的效果,关键是通过针刀调节肱二头肌生物力学,使其恢复肱二头肌生物力学平衡,达到事半功倍之效,配合“三维手法”,为肩关节功能恢复起到重要作用。以及肩关节“康复功能训练”,为肱二头肌生物力学平衡和肩关节功能恢复,均有着重要意义,有部分患者针刀治疗后,效果立竿见影,甚至患肢立即举起。为中老年的身体康复,是一种“安全、无后遗症”的绿色疗法;可向基层和社区推广。

参考文献

[1]孙树椿,孙之镐,中医筋伤学[M],北京;人民卫生出版社,1990;6,122-132

[2]朱汉章,小针刀疗法[M],北京;中国中医药出版社,1992;6,227-251

第3篇:肌腱和韧带的生物力学范文

【摘要】 [目的]比较兔急性肘关节尺侧副韧带损伤后手术修复与非手术治疗的差异。[方法]选取新西兰兔81只,随机分为3组,27只暴露出右尺侧副韧带后,但不切断,作为正常对照组(A);27只为切断右肘尺侧副韧带后随即缝合韧带,称为韧带缝合组(B);27只切断尺侧副韧带后不缝合,称为韧带不缝合组(C)。分别在术后3、6、12周三个阶段取材,进行生物力学检测。[结果]术后12周,韧带缝合组断裂时的位移与不缝合组比较,差别有统计学意义[B(6. 06±0. 44)mm,C(7. 72±0. 44) mm,P0. 05];韧带缝合组应变率与不缝合组比较,差别有统计学意义\[B(1. 25±0. 16),C(1. 60±0. 07),P0. 05\]。[结论]肘关节尺侧副韧带急性损伤后手术治疗明显优于非手术治疗。

【关键词】 肘关节; 尺侧副韧带; 手术修复; 非手术修复; 生物力学

Abstract:[Objective]To compare the effect of surgical operation and nonoperation therapeutical effect of acute damnification of the ulnar collateral ligaments of elbow joint of the rabbits.[Method]Eightyone New Zealand rabbits were randomly pided into 3 groups.Twentyseven ulnar collateral ligaments of right elbow joint were only enclosed,they were named group A,27 ulnar collateral ligaments of right elbow joint were severed and sutured,the ligaments sutured group were named group B,27 ulnar collateral ligaments of right elbow joint were severed ,they weren't sutured yet,they were named group C.They were killed to detect the biomechanics at time intervals of three,six and twelve weeks.[Result]On the day of 12 week after transplantation,the displacement of the ligaments was significantly different between group B and C [B ( 6.06±0.4) mm,C ( 7.72±0.44) mm,P0.05].The straining of the ligaments had significant difference between group B and C[B(1.25±0.16),C(1.60±0.07),P0.05].[Conclusion]The effect of the surgical operation is more effective than the nonoperation in deeling with acute damnification of the ulnar collateral ligaments of elbow joint.

Key words:elbow joint;

ulnar collateral ligaments;

surgical operation therapy;

nonoperation therapy; biomechanics

肘关节尺侧副韧带的损伤是较常见的肘关节运动性损伤。急性尺侧副韧带断裂可以引起肘关节内侧不稳定[1]。对于这种情况,尤其是急性肘关节后脱位伴有尺侧副韧带损伤的治疗,是急诊手术修复还是保守治疗,目前临床上存在较大争议。本研究通过建立兔急性肘关节尺侧副韧带损伤模型,在活体内模拟韧带损伤后修复与不修复的愈合过程,从生物力学中位移和应变率方面阐述二种治疗方法的差异。

1

材料与方法

1. 1

实验材料与分组

用新西兰兔81只,兔龄6个月左右,体重(2. 64±0. 38)kg,均为雄性,由上海交通大学医学院提供实验与饲养场所。完全随机分为3组,27只暴露出右侧副韧带后,但不切断,作为正常对照组(A);27只为切断右肘尺侧副韧带后随即缝合韧带(均于韧带中央切断),称韧带缝合组(B);27只切断右肘尺侧副韧带后不缝合,称为韧带不缝合组(C)。分别在术后3、6、12周三个阶段取材,进行生物力学检测。

1. 2

手术方法

所有实验兔均用3%戊巴比妥钠耳缘静脉给药麻醉(30 mg/kg)。无菌条件下显露尺侧副韧带,切断不缝合组在韧带中点使用手术刀片切断后不缝合韧带。切断缝合组在韧带中点切断后缝合韧带(单纯缝合),正常组切口和前两组一样,暴露出韧带后随即缝合切口,手术均为相同2位手术者操作。术后使用自制塑料夹板,将兔右肘固定在屈肘90°。术后5 d每日肌注青霉素20万U,1周拆线。术后所有动物均无意外死亡。实验组术后分3、6、12周共3次分批处死,每次以空气注射法(约10 ml)处死动物,剥离除尺侧副韧带以外的所有软组织,去除鹰嘴,获得完整的肱骨-尺侧副韧带-骨标本,分别置于75%的酒精容器内并贴标签,储存在-30℃的冰箱内。

1. 3

生物力学实验

试件安装在专用夹具上,肘关节呈伸直位,固定好位置,确保韧带的拉伸在垂直线上进行。整个夹具连同试件浸在37℃恒温生理液中,以保持韧带的生理活性(图1)。使用INSTRON-COMPAQ(4411)生物力学测试仪检测。

整个拉伸试验过程是在计算机控制下进行的,实验系统如图2所示。试件经过前期处理装夹完毕后,负载前测出初始长度L0(mm),由键盘输出启动命令,计算机首先向试验机发出预调信号,预调速率为2. 5 cm/min,幅度为10%,次数为20次,然后休息30 min。再开始正式拉伸试验,拉伸速率与预调时相同,在拉伸开始的同时,数据集录器开始记录由传感器输出的信号,数据采集速率为100次/s。设伸长量Li=终点长度L1-初始长度L0;应变率λi=伸长量Li/初始长度L0。

1. 4

统计学方法

数据处理应用统计学软件Stata 7. 0,进行统计学处理,采用单因素方差分析,比较韧带缝合组、韧带不缝合组、正常组间的力学性能。各组数据均以±s表示,P

2

设无载荷时,试样的初始长度为L0,终点长度为L1,伸长量Li=L1-L0,变形用伸长比λi(应变率)表示:λi=Li/L0。兔肘关节尺侧副韧带三种不同类型韧带进行单轴拉伸试验,其生物力学性质中伸长量Li如表1及图3所示,结果表明韧带缝合组断裂时的位移比不缝合组小30%,术后3、6、12周,统计显示差别均有统计学意义(P0. 05)。这一结果显示:韧带切断后不缝合较韧带切断缝合和正常组松弛,位移显著增大。表1

兔肘关节三组韧带生物力学性质中伸长量Li比较

从韧带的应变率λi来比较,见表2及图4,结果表明韧带缝合组应变率比不缝合组小31%,术后3周,统计显示差别无统计学意义(P

兔肘关节三组韧带生物力学性质中应变率λi比较

3

肘关节是个十分和谐的关节,它完成多种功能时的动力和稳定性,有赖于骨骼特有的几何形态、复杂而又协调的肌肉收缩、韧带和关节囊的制约。而韧带具有传递载荷,保持关节稳定和引导关节运动的功能[2]。肘关节的稳定系统包括静力稳定系统(或称结构性稳定系统)和动力稳定系统[1]。Heim(1998)[3]首先提出结构性稳定环,将肘关节分为4个柱即:内侧柱、外侧柱、前柱、后柱。前柱包括冠状突、肱肌、前关节囊;后柱包括鹰嘴突、三头肌、后关节囊:内侧柱由尺侧副韧带、冠状突、内髁、或内上髁组成;外侧柱由桡骨头、肱骨小头和桡侧副韧带组成。此环如遭受破坏,肘关节稳定性即下降。如X线显示桡骨头骨折时应该想到尺侧副韧带受到了损伤。

动力稳定系统由跨越肘关节的肌和肌腱组成[1],包括前臂屈肌群、伸肌群、旋前肌、旋后肌、肱二头肌和肘肌。肌电研究发现肘内侧副韧带复合体前束损伤后,桡侧腕屈肌和旋前圆肌的收缩时相在投掷动作中会延迟。因此肘关节的稳定性取决于关节内外侧副韧带的完整性和肘关节周围肌肉群的平衡。

肘关节尺侧副韧带是维持肘关节稳定的主要结构[2]。尺侧副韧带复合体由前束、后束和横束组成。尺侧副韧带前束是肘关节稳定的主要结构,是肘关节抗外翻应力的主要结构。前束又可以分为前部和后部。Collaway[4]通过解剖28具新鲜尸体标本发现:前束是从肱骨内髁的下部起始,而不是前部,止于紧靠尺骨关节面的浅表结节;后束是关节囊增厚形成;横束为一紧贴尺骨面的纤维束,连接前束和后束在尺骨上的止点,其出现率约25. 9%。杨运平等认为横束并不参与构成肘关节的尺侧副韧带的复合体。

由此可见,肘关节尺侧副韧带复合体是肘关节内侧稳定的主要结构,它的损伤必然导致肘关节内侧不稳定[5]。在肘关节扭伤、后脱位等损伤中,尺侧副韧带损伤十分多见,一旦尺侧副韧带损伤将导致肘关节内侧疼痛和外翻不稳定,而损伤中又以尺侧副韧带前束最为常见,约为93%[6]。1946年Waris[7]首先认识并描述了尺侧副韧带的损伤,此后,许多学者注意到肘关节外伤后脱位常常伴有尺侧副韧带损伤。蒋协远[8]报道的36例急性肘关节脱位患者尺侧副韧带均有不同程度的损伤。马元璋于1982年报道了10例肘关节尺侧副韧带损伤后进行了修补。对于这种情况,尤其是急性肘关节后脱位伴有尺侧副韧带损伤的治疗,是急诊手术修复还是保守治疗,目前临床上存在较大争议[8~ 10]。Josefsson[10]、Protzman、Roberts、Barnes(1978)、沈宁江等[11](1990)认为:不管韧带损伤程度,只要肘关节骨性稳定存在,就足以保证关节囊及韧带获得愈合,非手术治疗后肘关节不会存在外翻不稳定,非手术治疗和手术治疗的结果无明显差异,主要通过屈肘外固定,局部理疗及口服药物等治疗;Azar、Andrew[12]、Kuroda、Watson-Jones、Jobe[13~ 14]、马元璋等[11]认为:尺侧副韧带损伤后,两断端之间多少存在一些间隙,如不手术修补,将形成瘢痕愈合,这样必然影响韧带的抗张力强度和肘关节的稳定性,减慢肘关节功能的恢复,肘关节功能必然较前下降,而且韧带在松弛状态下愈合,肘关节周围肌群则失去韧带紧张时所产生的神经反射刺激而不收缩,影响肘关节稳定[15~ 16]。

本研究通过建立兔急性肘关节尺侧副韧带损伤模型,在活体内模拟韧带损伤后修复与不修复的愈合过程,从生物力学中位移和应变率方面阐述手术修复与不修复急性肘关节尺侧副韧带损伤对肘关节稳定性的影响,结果发现韧带缝合组断裂时的位移比不缝合组小30%,术后3、6、12周,统计显示差别均有统计学意义(P0. 05)。这一结果显示:韧带切断后不缝合较韧带切断缝合和正常组松弛,位移显著增大。从韧带的应变率(伸长比)来比较,表明韧带缝合组应变率比不缝合组小31%,术后3周,统计显示差别无统计学意义(P

综上所述,作者认为对于尺侧副韧带轻度损伤的病人,如仅仅前后斜束部分撕裂伤,症状多较轻,被动肘外翻畸形亦轻或无,可以采用非手术治疗;对于有证据表明韧带完全性撕裂,症状严重,被动肘外翻畸形明显,影响日常生活,特别是对肘关节功能有较高要求的患者,如投掷类运动员,可考虑手术治疗恢复肘关节的稳定性。

参考文献

[1] Felix H,Savoie III,Larry D,et al.Posterolateral rotatory instability of the elbow:diagnosis and management[J].Operative Techniques in Sports Medicine,2006,2:81-85.

[2] 王以进,王介麟.骨科生物力学[M].北京:人民军医出版社,1989,242-248.

[3] Heim.Fracturedislocation of the elbow[J].J Bone Joint Surg,1998,80:566-580.

[4] Brian J.Holdsworth and claire edwards fractures and dislocations of the elbow[J].Surgery (Oxford),2006,12:421-425.

[5] Bernard F,Morrey NA.Stability of the elbow:osseous constraints[J].Journal of Shoulder and Elbow Surgery,2005,1:174-178.

[6] Miguel B,Nattapol T.The effect of anteromedial coronoid fracture,and lateral collateral ligament and posterior bundle of the medial collateral ligament on the stability of the elbow to varus stress\[J\].Archives of Physical Medicine and Rehabilitation,2006,11:20.

[7] Mullen DJ,Gonrada VK,Park BG,et al.A biomechanical study of stability of the elbow to valgus stress before and after reconstruction of the medial collateral ligament[J].J Shoulder Elbow Surg,2002,3:259-264.

[8] 蒋协远.单纯肘关节后脱位需要严格制动吗[J].中华外科杂志,2000,10:15-17.

[9] Rettig AC,Sherrill C,Snead DS,et al.Nonoperative treatment of ulnar collateral ligament injuries throwing athletes[J].Am J Sports Med,2001,29:15- 17.

[10]Josefsson PO,Gentz CF,Johnell O,et al.Surgical versus nonsurgical treatment of ligamentous injuries following dislocation of the elbow joint:a prospective randomized study[J].J Bone Joint Surg,1987,69:605-608.

[11]陈疾忤,陈世益.肘关节不稳的诊治进展[J].国外医学骨科学分册,2004,2:86-89.

[12]Azar FM,Andrews JR,Wilk KE,et al.Operative treatment of ulnar collateral ligament injuries of the elbow in athletes[J].Am J Sports Med,2000,28:16-23.

[13]Conway JE.Secondary effects of ulnar collateral ligament injury:clinical,radiographic and arthroscopic perspective\[R\].Presented as an instruction course,25th annual meeting of the American Orthopedic Society for Sports Medicine,1999,Traverse City,Michigan.

[14]David R,Didier H,Jesse BJ.Surgical treatment of persistent dislocation or subluxation of the ulnohumeral joint after fracturedislocation of the elbow[J].The Journal of Hand Surgery,2004,3:470-480.

第4篇:肌腱和韧带的生物力学范文

【关键词】 韧带损伤

膝关节创伤或脱位常合并十字韧带损伤,对此类损伤的早期手术修复十字韧带十分重要,如能早期得到修复,十字韧带的功能影响不大,否则造成韧带的萎缩、吸收而失去修复的机会,势必要进行十字韧带的重建。在十字韧带的重建中,前十字韧带更为重要,前十字韧带(ACL)重建术是一种常见的手术,虽然其优良率达到75%~90%,但仍有部分患者疗效欠佳,主要为膝关节持续疼痛,关节活动度减少及残留或复发前向不稳。近十年间我们行前十字韧带重建术30例,随访27例,现报告如下。

1 临床资料

本组患者30例,男23例,女7例,年龄最小19岁,最大56岁,平均31.2岁,左膝18例,右膝11例,双膝1例,手术距受伤时间3个月~15年,平均1.2年,移植物的类型为:髂胫束6例,髂胫束+碳素纤维9例,半腱肌肌腱9例,髌腱6例。术后获得随访者27例,随访时间2~6年。

2 治疗结果

结果为:优13例、良9例、可3例、差2例,优良率为81.5%。优:关节伸屈活动自如,膝关节稳定,无疼痛症状。良:关节伸屈活动正常,膝关节稍有前向不稳,剧烈活动后轻度疼痛。可:关节伸屈活动轻度受限,膝关节仍有前向不稳,重体力活动后疼痛。差:其中1例与术前相比无变化,1例尚不如术前。其优良率为81.5%,与文献报道的结果75%~90%基本相符。2例效果差的患者移植物均为髂胫束。

3 讨论

导致ACL重建失败的原因包括:(1)术前因素:如关节不稳定的程度,半月板及关节软骨的损伤;(2)术中因素:移植物的选择,髁间切除成形不当,股骨和胫骨隧道位置不良,移植物张力不佳和固定不妥;(3)术后因素:移植物在骨隧道处愈合不佳,康复训练不良和再次创伤。术前因素主要为手术的时机。争取早诊断,早手术是提高疗效的最佳方法,本文着重阐述ACL重建失败的术中因素。

3.1 移植物的选择 ACL损伤可用不同的材料进行重建,如髌腱、半腱、半膜肌腱、髂胫束+碳素纤维、阔筋膜、跟腱等 [1] 。采取何种材料主要考虑一定形态、大小和移植物的强度,移植物的愈合过程,供区的损害程度以及移植后能否建立与正常韧带组织相似的附着点。正常人ACL的断裂负荷为2160N [1] ,理想的移植物应能满足这个强度,在日常活动中ACL能承受445N的力,这也是移植物应有的最小负荷界限。力学实验表明10mm的髌腱强度为2791N,股薄肌肌腱单股为889N,半腱肌肌腱单股为1484N,将股薄肌肌腱或半腱肌肌腱折成双股或髂胫束+碳素纤维均可大大增加其强度,可达3879N。拟选用的移植物在理论上讲其强度应大于或等于正常ACL的强度,动物实验表明移植物随时间的进展强度逐渐下降,3年后仅为正常韧带强度的10%~50% [2] ,认清这一点对选择移植物及判断患者术后膝关节运动功能大有帮助。

目前较为常用的有两端带有骨块的髌腱,半腱肌和半膜肌肌腱,阔筋膜的强度较弱,已较少使用,而阔筋膜加碳素纤维采用较多,经临床应用效果较好,髌腱具有强度大,两端骨与骨固定的优点,但取髌腱后供区常易引起并发症。股薄肌肌腱和半腱肌肌腱也具有良好的强度,但两端为软组织与骨固定,不能形成正常的韧带附着点结构,在临床效果方面,使用髌腱和半腱肌肌腱似乎没有大的差别,但近年来的一项多中心研究表明,髌腱重建ACL恢复膝关节稳定及伤前运动水平的可能性较半腱肌和半膜肌肌腱大20%。为了保持一定强度,髌腱移植物不能取的太细(<10mm),否则移植物易断裂;但也不能太粗,否则导致ACL髁间窝撞击。

ACL重建也可采用异体组织移植,可避免供区并发症及减少术后膝关节前向不稳及疼痛等优点。异体组织物在强度、移植后再血管化、临床效果方面与自体移植物没有太大差别,但移植物的韧带化重塑过程较慢,且有排异反应及传染疾病之虞。用人工韧带重建后近期膝关节稳定性尚可,但远期疗效不佳是人工材料碎片导致并发症较多。利用髂胫束包裹碳素纤维合用,即能达到关节的稳定性,又可使韧带化重塑过程加快,保证了远期疗效。

3.2 骨隧道的位置 正常ACL的股骨附着点位于股骨外侧髁内侧面的后方,胫骨附着点位于髁间棘的前方,根据膝关节运动学“十字韧带四杆连接理论”,前后十字韧带构成交叉部分,在膝关节生理活动范围内,无论膝关节屈伸度数如何,前后十字韧带总是保持等长 [3] ,所以在ACL重建时,移植物在膝关节屈伸活动中是膝关节韧带重建术的一个重要生物力学原则,而移植物的等长是由股骨和胫骨隧道的位置决定的。

研究表明,在膝关节被动活动时,移植物的长度改变不能>3mm。如果放置移植物的隧道位置不妥,重建的韧带不等长,一方面可过度限制膝关节活动而致部分屈伸功能丧失;另一方面在屈伸活动时移植物被过度拉长甚至断裂,导致重建的ACL失败。重建理想的骨隧道位置是即能消除膝关节不稳,又不会引起移植物的过度张力。如果移植物韧带化重塑过程延长,则导致移植物永久性延长,引起关节不稳。

3.2.1 股骨隧道理想的位置 生物力学研究表明,放置移植物的股骨隧道位置是决定移植物等长的主要因素,ACL在功能上可分为前内束和后外束,在新建时不可能完全恢复ACL正常的等长性和张力。因为前内束在ACL的等长性起决定作用,所以大部位重建术试图恢复前内束的等长性。根据这个目的,股骨隧道应位于髁间窝外侧壁后上方,相当于ACL附着处的最后点,使得移植物在屈伸时长度变化最小,股骨隧道的位置应选在髁间窝顶的11点或1点处,骨隧道要尽可能的偏后。股骨隧道靠前或靠下即使几 个毫米均可使移植物在屈膝时拉长,张力增加,选择股骨隧道最常见的错误是太靠前。假定股骨隧道的位置是在等长点上,那么靠前的股骨隧道会使膝关节在屈曲时股骨和股骨隧道间的距离增加,致重建的ACL断裂 [4] 。股骨隧道位置太高使移植物在膝关节完全屈曲时松弛大约10mm,完全伸直时紧张。重建的ACL股骨附着点太靠后,如采用“越顶”技术时没有在股骨外侧髁后上方形成一个沟槽而是简单地越过外侧髁的后上方,这样会使重建的ACL在伸直时紧张屈曲时松弛。

3.2.2 胫骨隧道的位置 与股骨隧道不同,胫骨隧道的等长区域在平坦的胫骨平台的矢状面上相当大,即胫骨隧道的位置对移植物在膝关节屈伸活动时长度的改变影响不大,但胫骨隧道位置不当可致移植物发生髁间窝撞击。假定股骨隧道位置位于等长位置,胫骨位置太靠前,屈曲膝关节时移植物就会紧张,使屈膝受限,更严重的是在伸膝时造成移植物于髁间窝顶发生撞击,胫骨隧道位置偏外可导致移植物碰撞髁间窝的外侧壁,久之则使膝关节松弛,导致滑膜炎。理想的胫骨隧道位置应放在ACL下止点的后1/2处。

3.2.3 骨隧道边缘修整 将骨隧道边缘修整圆滑也很重要,因为移植物反复与锐利的边缘碰撞可导致断裂,特别是在股骨隧道和胫骨隧道的后缘,隧道的方向也对移植物的摩擦有影响,隧道的位置越垂直于胫骨平台面,移植物在出骨隧道的角度越大,移植物在此处承受的应力也越大。因此隧道的出孔尽量平行于胫骨平台面。

3.3 重建的ACL髁间窝撞击 前后十字韧带位于股骨髁间窝内,股骨髁间窝的顶与股骨的纵轴形成40°角,正好和ACL上下附着点连线与股骨的纵轴所形成的角度一致。当膝关节伸直时ACL的前面恰与股骨髁间窝的顶相接触。重建的ACL在髁间窝发生撞击被认为是ACL重建失败的常见原因。移植物发生撞击可在髁间窝顶或外侧壁,前者多由于胫骨隧道太偏前所致;后者由于胫骨隧道偏外或髁间窝外侧壁有大的骨质造成。

此外,重建的ACL使髁间窝内容物增加也是发生撞击的原因,而髁间窝狭窄可致重建的ACL发生撞击和磨损,久之则致韧带松弛,移植物的撞击也是导致患者疼痛及伸膝受限的原因。实验发现,胫骨隧道偏前,重建ACL在髁间窝发生撞击可使移植物与髁间窝的接触压力增加。反复碰撞的移植物在MRI下显示高信号,意味着水分含量增加,而韧带中水分的增加与强度成反比,提示移植物的撞击可使其强度减弱。

许多研究试图建立髁间窝成形时骨切除的尺度,为了防止移植物碰撞髁间窝顶,在髁间窝成形时至少应去除3mm厚的骨质。Howell等认为髁间窝顶成形时去除骨质的多少取决于重建ACL胫骨隧道的位置,骨隧道的位置越偏前,髁间窝顶成形时去除的骨质就越多,但是,髁间窝顶成形时应该避免去除过多骨质,以免膝关节屈曲时,特别是屈曲>90°时,髌股关节发生功能障碍。因此,为了避免移植物髁间窝撞击,宁可将胫骨隧道稍偏后也不要在髁间窝顶去除过多的骨质。

3.4 移植物张力 在重建ACL时,移植物初始张力对膝关节的运动有重要的影响,初始张力过小,不足以维持膝关节的稳定性,张力过大又限制了膝关节的活动,并可在以后的活动中由于过分牵拉移植物而导致其断裂。此外,初始张力对移植物在骨隧道处的愈合亦有影响。

研究表明张力过大影响移植物的生物学重塑过程,同时张力过大增加了关节软骨的接触应力,不但导致软骨的退行性改变,还可以导致一种少见的并发症???髌下挛缩综合征(膝关节屈伸功能明显受限伴有髌骨明显下陷,病理改变为髌股关节面粘连,低位髌骨,治疗需做关节内和关节外松解),发生该并发症可能使膝关节功能较重建ACL前更差。目前尚不知重建ACL时移植物的理想初始张力,研究表明,重建ACL的张力取决于移植物材料本身的刚度和粘弹性,固定时给予初始张力及固定时膝关节的位置,但这些因素之间的关系仍不明了。来自不同的组织移植物,如髌腱、半腱肌肌腱或髂胫束+碳素纤维等,其最佳的初始张力是不同的。由于移植物材料均为粘弹性物质,具有蜕变和应力松弛的特性,也就是当应力维持在一定值时,随着时间的延长移植物的应变逐渐增加,或者应变保持不变,移植物的应力逐渐减小。

所以,有学者建议在固定移植物前,先给予移植物一定的预张力,屈伸膝关节15~20次,然后再调整张力,固定移植物,如果不给移植物一定的预张力,固定后其张力下降30%。移植物的张力还取决于膝关节屈伸的角度,在完全伸直位或完全屈曲状态下,移植物承受的张力最大,屈曲30°~45°时张力最小。一般移植物应在屈膝25°左右固定为妥。

3.5 移植物的固定 在ACL重建早期,移植物两端固定处是力学的薄弱点,牢固的固定对防止移植物在隧道处滑脱和满足早期功能锻炼的需要是很重要的,特别是在术后的前2个月内,一旦移植物在骨隧道处愈合,移植物的断裂多发生在实质部。

常用的固定方法有干涉螺钉(intorference screw)齿压钉(washers)栓桩法(posts)等,上述各种方法如应用正确,均可 获得可靠的固定。

使用干涉螺钉时其直径、长度及安放角度对稳定性有直接影响,对标准的10mm骨隧道使用直径9mm的干涉螺钉固定骨?髌腱?骨,移植物产生的抗张强度为475N,同样情况下使用直径7mm的干涉螺钉,其抗张强度明显下降。一般胫骨隧道固定处较股骨隧道处薄弱,故在胫骨隧道处要考虑使用粗的干涉螺钉。

干涉螺钉应从皮质侧方进入,并与骨块平行,这样既可使移植物尽量靠后,又可防止骨隧道后方破裂,干涉螺钉的长度应与骨块长度一致,使骨块得到均衡的挤压力。如螺钉过短,未得到挤压部分的骨块,未愈合前因牵拉而易折断;过长可能对韧带产生切割伤。胫骨隧道比较靠近胫骨平台表面,应用干涉螺钉时要防止隧道胀裂,平台破裂。总之,对前十字韧带重建术中失败的主要原因进行了分析,我们认为术中失败的原因为:(1)与移植物的选择类型有关,该组报道认为重建前十字韧带以选择髌腱、髂胫束加碳素纤维果可靠;(2)与骨髓的位置有关,特别强调股骨隧道的理想位置决定了移植物在膝关节伸屈活动时移植物张力,是手术成功的关键,胫骨隧道的位置决定了术后是否发生移植物与髁间窝之间发生撞击,是决定术后是否发生并发症及远期疗效的关键;(3)术后注意防止重建的ACL髁间撞击,认为宁可让胫骨隧道尽量靠后并与平台尽量平行,以减少去除髁间窝的过多骨质。

参考文献

1 陆裕朴.实用骨科学.北京:人民军医出版社,1991,996.

2 王以进.骨科生物力学.北京:人民军医出版社,1989,604-612.

第5篇:肌腱和韧带的生物力学范文

[关键词] 扁平足;手术治疗;进展

[中图分类号] R682.1+6 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2015)08(a)-0015-03

长期以来,扁平足一直缺乏一个国际公认的确切定义,其主要临床表现为前足外展、后足外翻、足弓降低或消失,足部骨骼肌之间的正常作用和排列丢失[1]。扁平足的分类亦较多,目前普遍接受的是根据形成特点分为可塑性和僵硬性扁平足[2];根据形成时间分为先天性和后天性扁平足。随着人们生活水平及要求的提高,扁平足的治疗一直是足外科医生所努力的方向。

1 扁平足的解剖概要及病程

足弓主要依靠不同形态的骨结构相互连接,再依靠关节囊、韧带、肌肉肌腱等维持,以适应任何动作。内侧弓由跟骨,距骨,足舟骨,第1、2、3楔骨及第1、2、3跖骨组成,内侧弓高,活动度大;外侧弓由跟骨、骰骨及第4、5跖骨组成,外侧弓低,活动度相对较小。维持足弓的韧带有跟舟韧带(弹簧韧带)、跖腱膜、内侧三角韧带、跖侧长短韧带等。肌肉主要有胫骨后肌、腓骨长短肌、胫骨前肌等。正常的足弓在功能上具有可屈性,能够适应不同的路面结构,亦有坚韧性,以便在离开地面时有一定的推力,因此在解剖上任何一个结构或多个结构的病变,都会对足的构成及稳定性产生影响。Arangio等[3]的研究显示,足部后侧人体负重力线一旦发生改变,那么足弓的顶点及距舟关节所受的剪刀力量将增大,最易在此处发生病变,导致足弓下陷,变短,而足弓变短又可导致胫骨前后肌及足弓周围韧带的松弛,进而加重扁平足的形成。

2 扁平足的治疗

目前,早期扁平足及青少年儿童可塑性扁平足大部分可通过非手术治疗获得满意效果。非手术治疗主要包括适当的体育锻炼[4]、穿矫形鞋、手法矫形后石膏外固定、各种支具矫形等,而本文主要概述扁平足外科治疗方法的最新研究进展。

2.1 软组织转移修复术

胫后肌腱功能障碍是引起成人后天性扁平足的最常见原因[5],因此肌腱转位重建胫后肌功能是最主要的软组织手术方法,其使用最多的转位肌腱是趾长屈肌腱[6],其手术方法为:在趾长屈肌腱未分叉前,其与拇长屈肌腱相交叉处将其切断,远端缝合于拇长屈肌腱,近端直接缝合于胫后肌止点,为了牢固起见,近端可经舟骨结节上的骨隧道缝合于趾长屈肌腱自身或舟骨结节周围的软组织[7-8]。此术式加强了胫后肌腱的力量,对足弓的稳定性有一定作用,可以减轻患者症状,缺点是术后石膏固定时间较长(10周),且不能从根本上纠正扁平足畸形,且有一定的复发概率。

拇长屈肌腱转位是重建胫后肌腱功能的另一种方法,主要原因是其粗大,力量强[9],但其术后易导致足趾抓地能力下降,前足旋后畸形等,故临床上很少单独采用此术式。其他如腓骨短肌转位、胫前肌转位、内侧三角韧带修复、跟舟韧带(弹簧韧带)修复、跟腱延长[10]等亦是软组织手术的可选方法。

2.2 骨性手术

跟骨内侧移位截骨术是目前临床上最常用的骨性手术方式,其是将外翻的后跟在跟骨后部截骨并转移至小腿负重轴之下融合固定。手术时在外踝下方、跟骨结节外侧,以垂直足底面45°的方向将跟骨后约1/3截下,然后向内侧移位约1.0 cm,用两枚松质骨螺钉将截下的跟骨结节固定在垂直于截骨平面稍偏向外侧方向的跟骨上[11],术后石膏固定约4周。术中要注意保护好腓骨长短肌腱及腓长神经,螺钉不能透过关节面,移位时防止内侧血管神经受压。该手术方式能够可靠地纠正扁平足跟骨外翻畸形,恢复内侧纵弓,减轻跟舟韧带及内侧韧带的劳损,改善足的负重和足踝部的生物力学特征[12],能明显改善患者症状。

外侧柱延长术可以纠正前足外展、后足外翻畸形,恢复内侧弓高度。这个作用是踝关节内侧韧带和跖筋膜共同作用的结果。目前外侧柱延长根据不同的截骨平面,亦有多种术式,如跟骰关节撑开植骨融合术、Evans截骨术、Hintermann截骨术。Evans截骨术是Evans于1975报道,该术式截骨平面位于跟骰关节近端约1.0 cm,取适量髂骨植骨,撑开固定,从而延长外侧柱。Hintermann于1999年报道了Hintermann截骨术,该术式使截骨线后移至跗骨窦,截骨平面平行于距下关节面前缘。Hintermann截骨术避免了Evans截骨术可能对跟骨关节面、跟舟韧带、腓骨肌腱的破坏及跟骨前结节的不稳定,且该手术操作相对简单、骨质被撑开时不易破碎、植骨固定牢靠。无论何种手术方式,撑开截骨植骨的外侧柱延长术能很好地纠正外翻畸形,使前足内收、中足旋后、跟骨内翻、距舟关节跖屈,恢复距跟正常排列,最大限度地保护足的正常功能,在临床上亦普遍采用。

距下关节制动术主要是应用于青少年柔韧性扁平足的一种方法[13],是在跗骨窦处填充各种内置物,抬高距骨,限制跟骨外旋及距骨内旋的活动度[14],保证动态下维持其正常解剖结构[15],从而矫正足弓。Vogler根据生物力学性能将目前临床运用的内置物分为自锁型、轴向改变型、挤压阻挡型,其主要为聚乙烯、钛合金或高分子材料。此方法的优点是创伤小、手术操作简单、不破坏骨质结构、取出内植物后对距下关节活动无明显影响,不会发生不可逆的后果[16],但其也有一定的并发症,如跗骨窦疼痛(这也是术后患者取出内置物的主要原因)、制动装置的松动及脱出、矫正不良等,因此应用此手术主要是严格的适应证选择和手术操作技巧,最好的适应证是合并有神经肌肉疼痛的有症状扁平足儿童患者。儿童扁平足的早期干预对其足踝的发育至关重要[17],但此项技术在我国开展的时间不长,其远期效果有待观察[18]。最近Graham等[19]报道了一种以跗骨窦处置入HyProCure距下关节稳定器为特点的手术方式,称为距下关节稳定术,其主要是传统内置物的改进,但能明显降低距下关节制动术后的并发症发生率,解冰等[20]采用此术式治疗士兵柔韧性扁平足取得了良好效果。

关节融合术是通过重新排列扁平足畸形中异常的骨间关系,使骨间关节固定维持足弓的稳定性,消除前足外展、后足外翻、距下关节及距舟关节半脱位的一种方法[21]。其手术方式有单关节融合术(包括距下关节、距舟关节、跟骰关节、舟楔关节)、二关节融合术、三关节融合术、全关节融合术,其中三关节融合术临床应用较多。具体的手术方法如下:采用足背前外侧切口(亦可采用外踝下方至距舟关节外侧弧形切口或足背内外侧双切口),依次暴露跟骰关节、距舟关节、距下关节,按预先方案行截骨,再用中空螺钉固定距下关节、距舟关节,微型钢板固定跟骰关节,术后石膏外固定八周。术中注意保护足背动脉、足背皮神经、胫后动静脉,截骨时楔形基底面必须在内侧,以便固定时纠正前足外展、后足外翻,截骨不能过多,必要时可植骨[22]。Jarde等[23]等通过随访发现行三关节融合术后发生骨不连及邻近关节骨性关节炎的发生率较高,所以根据不同病例发生病变部位的不同,选择性使用不同关节融合,对预后至关重要。

3 小结

扁平足的手术治疗方式多种多样,在实际临床中很少采取一种手术方式,多联合使用上述多种方式进行,如趾长屈肌腱转位+跟骨内移截骨术、跟骨内移截骨术+距下关节融合术、外侧柱延长术+距下关节融合术、外侧柱延长+跗骨间融合+胫前肌转位[24]、外侧柱延长+内侧软组织重建[25]等。无论采取何种手术方式,其目的是纠正畸形,减轻临床症状,但扁平足治疗的远期效果仍然不尽人意,所以这仍将是骨科医生们努力的方向。

[参考文献]

[1] Aan Boerum DH,Sangeorsan BJ.Biomechanics and pathopysiology of flat foot[J].Foot Ankle Clin,2003,8(3):419-430.

[2] Blankemoer LC,Cooperman DR,Thompson GH.The rigid flatfoot.Tar coalitions[J].Clin Pediatr Med Surg,2009,17(3):531-555.

[3] Arangio GA,Salathe EP.Abiomeehanical analysis of posterior tibial tendon dysfunction medial displacement calcaneal osteotomy and flexor digitorum longus transfer in adul acguired flatfoot[J].Clin Biomech(Bristol,Avon),2009,24(4):385-390.

[4] 张秀丽,刘学贞,任影萍.扁平足的研究进展[J].河北体育学院学报,2007,21(2):80-82.

[5] 毛海蛟.胫后肌腱功能障碍的诊治进展[J].中华创伤杂志,2014,30(4):372-376.

[6] 朱渊,徐向阳,刘津浩,等.Ⅱ期成人获得性扁平足手术选择[J].国际骨科学杂志,2011,32(3):145-146.

[7] 徐步靖,李恒毅.扁平足的外科治疗[J].中国医药指南,2010,8(28):42-44.

[8] 陈雁西,俞光荣,梅炯.扁平足外科治疗进展[J].国外医学骨科学分册,2003,24(5):374-376.

[9] Noll KH.The use of orthotic devices inacquired flatfoot deformity[J].Foot Ankle Clin,2001,6(1):25-36.

[10] 韩一生,黄兆松,张振宇,等.成人获得性扁平足的研究进展[J].中华创伤骨科杂志,2009,11(11):1079-1082.

[11] Lee MS.Posterior calcameal displacemant osteotomy foracquired flatfoot[J].Clin Podiatr Med Surg,2005,22(2):277-289.

[12] 张奉琪,王慧娟,张奇,等.跟骨内移截骨治疗获得性扁平足的临床分析[J].中国矫形外科杂志,2011,19(3):192-193.

[13] 李欣.距下关节制动术在儿童扁平足治疗中的应用进展[J].中国矫形外科杂志,2013,21(1):47-49.

[14] ST Canale,JH Beaty.坎贝尔骨科手术学[M].北京:人民军医出版社,2013:3686-3687.

[15] Metcalfe SA,Bowling FL,Reeves ND.Subtalar joint arth-roereisis in the management of pediatric flexible flatfoot:a critical review of the literature[J].Foot Ankle Int,2011, 32(1):1127-1139.

[16] Cook EA,Cook JJ,Basile P.Identifying risk factors in subtalar arthroereisis explantation:a propensity matched analysis[J].J Foot Ankle Surg,2011,50(4):395-401.

[17] 严演杰,张霆.儿童扁平足对足踝关节的影响[J].中国医疗前沿,2013,8(3):19-20.

[18] 苏征兵,杨述华,段德宇,等.距下关节制动术治疗儿童柔韧性扁平足的疗效评价[J].中华小儿外科杂志,2014,35(8):611-614.

[19] Graham ME,Jawrani NT,Chikka A,et al.Surgical treatment of hyperpronation using an extraosseous talotarsal stabilization device:radiographic outcomes in 70patients[J].J Foot Ankle Surg,2012,51(5):548-555.

[20] 解冰,田竞,殷生良,等.HyProCure距下关节稳定器治疗青年士兵柔韧性扁平足的早期疗效分析[J].临床军医杂志,2014,42(2):160-165.

[21] 梁晓军,李毅,王琳,等.选择性关节融合术治疗外伤性扁平足的临床研究[J].美中国际创伤杂志,2010,9(3):37-40.

[22] 胥少汀,葛宝丰,徐印坎.实用骨科学[M].北京:人民军医出版社,2012:2280-2281.

[23] van der Krans A,Louwerens JW,Anderson P.Adult acquired flexible flatfoot treated by calcaneocuboid distraction arthrodesis posterior tibial tendon augmentation and percutaneous Achilles tendon lengthening:a prospective outcome study of 20 patients[J].Acta Orthop,2002,77(1):156-163.

[24] el-tTayeby HM.The severe flexible flatfoot:a combined reconstructive procedure with rerouting of the tibialis anterior tendon[J].J Foot Ankle Surg,1999,38(1):41-49.

第6篇:肌腱和韧带的生物力学范文

[关键词] 前交叉韧带;关节镜;腓骨长肌;重建

[中图分类号] R687 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701(2016)23-0056-03

[Abstract] Objective To investigate the early clinical effect of anterior cruciate ligament reconstruction with the peroneus longus tendon under arthroscopy. Methods From April 2013 to September 2015,25 patients of anterior cruciate ligament injuries were treated with peroneus longus tendon under arthroscopy. All patients were evaluated in the following objective indexes after the operation respectively, including clinical evaluations of knee joint,Lysholm knee score and the American Orthopedic Foot and Ankle Society ankle-hind foot scale(AOFAS). Results All patient got bone union,a follow-up of 10-22 months were done in the 25 patients, the average 14.7 months. The Lachman test and front of knee was negative, no knee joint relaxation or extension-restriction was found. In accordance with criteria for assessing the efficacy of Lysholm and 6 months after surgery, excellent in 13 cases, good in 10 cases, and fair in 2 cases, the excellent and good rate of 92.0%. Postoperative Lysholm knee function scores were significantly higher than the preoperative, the differences were statistically significant(P0.05). Conclusion Reconstruction of anterior cruciate ligament with peroneus longus tendon under arthroscopy can achieve excellent clinical results, And its resection has no major influence for ankle joint .

[Key words] Anterior cruciate ligament; Suture anchors; Peroneus longus tendon; Reconstruction

前交叉韧带损伤是膝关节最常见的损伤之一,据统计,一般人群中前交叉韧带损伤的发病率达38/10万,运动量大的年轻人发病率更高[1]。前交叉韧带损伤常导致膝关节不稳,影响膝关节功能,加速关节炎的进展[2,3]。因此,对前交叉韧带损伤的患者,关节镜下重建前交叉韧带是临床公认的治疗方法。但目前临床上对重建材料的选择存在争议。2013年4月~2015年9月,我科收治前交叉韧带损伤患者25例,关节镜辅助下取自体腓骨长肌腱重建膝关节前交叉韧带,临床效果满意,现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料

选取2013年4月~2015年9月于我科收治的膝关节前交叉韧带损伤患者25例,其中男13例,女12例;年龄21~50岁,平均31.3岁;左侧12例,右侧13例;受伤机制:运动伤10例,车祸伤9例,摔伤6例;所有患者术前行膝关节MRI,明确前交叉韧带损伤,经关节镜下确定前交叉韧带断裂需重建者;排除合并骨折及其他韧带损伤的患者。其中合并半月板损伤8例,软骨损伤2例。本组患者伤后6 d~3个月行手术治疗。

1.2 手术方法

采用腰硬联合麻醉,常规使用止血带,行前抽屉试验及Lachman试验检查均为阳性。采用膝关节标准前内侧、外侧入路,冲洗关节腔,关节镜下有序探查关节腔,检查半月板及软骨损伤情况,确认前交叉韧带断裂。在第5跖骨基底向近端做长约2~3 cm的切口,解剖出腓骨长肌,在腓骨长肌止点上约1 cm处切断,将残端与腓骨短肌编制缝合。取腱器套住腓骨长肌推向近端,切取腓骨长肌长约25~28 cm,将残端与周围组织缝合,所取肌腱编制缝合备用。编制好的肌腱用15磅拉力预张10 min。关节镜下处理伴有的半月板及软骨损伤。屈膝90°,前交叉韧带胫骨定位器定位于前交叉韧带残端中心,制备胫骨骨隧道。通过前内侧切口,将前交叉韧带股骨定位器定位于前交叉韧带股骨止点中心,右膝关节约10点,左膝关节约2点方向,制备股骨骨隧道。将编制肌腱使用高强度线由胫骨骨隧道内引入,从股骨骨隧道内引出,上下止点均用可吸收挤压螺钉固定。探勾检查前交叉韧带的张力。术后行前抽屉试验及Lachman试验检查,均为阴性。

1.3术后处理

术后患肢弹力绷带加压包扎,膝关节支具伸直位固定。麻醉清醒后即开始行股四头肌收缩及踝泵功能锻炼。术后1周开始CPM机辅助患肢锻炼,术后2周膝关节被动活动度达90°。术后4周开始膝关节支具保护下部分下地活动,术后6周可过度到完全负重。术后3个月内膝关节可调式支具保护下地活动,术后3个月可去除支具,逐渐恢复日常活动。术后半年通过Lysholm评分评估患者膝关节的功能,通过AOFAS踝关节功能评分评估踝关节功能。

1.4 疗效评价

Lysholm膝关节功能评分评分包括膝关节不稳定、跛行、绞锁、上下楼、肿胀、下蹲、疼痛以及需要支持等8方面,总分100分。积分95分及以上为优秀,94~85分为良好,84~65分为尚可,

1.5 统计学处理

使用SPSS17.0统计学软件行分析,术前及术后膝、踝关节功能评分的计量资料比较使用t检验。P

2 结果

本组手术时间65~90 min,平均74.5 min。切口均一期愈合,无并发症的发生。所有病例均获得随访,随访时间10~22个月,平均14.7个月,前抽屉试验及Lachman试验阴性,无膝关节不稳症状,术后根据Lysholm膝关节功能评分评估,优13例,良10例,可2例,优良率92.0%。术后Lysholm膝关节功能评分明显高于术前,差异有统计学意义(P0.05)。

3 讨论

重建前交叉韧带的移植物主要包括三大类,即同种异体肌腱、人工韧带及自体肌腱[6,7]。同种异体肌腱虽然使用方便,但其有传播疾病的风险,存在排斥反应,且愈合时间长,不利于术后康复锻炼,更因其供源较少,因此在临床上应用有限[8]。人工韧带组织相容性差,不利于愈合,且弹性差,易出现疲劳断裂,其远期效果尚不确切[9]。目前在临床上最常用的是自体肌腱。自体肌腱包括:骨-髌腱-骨、股四头肌、N绳肌。骨-髌腱-骨早期被认为是治疗前交叉韧带损伤的金标准[10],但经过长期的随访发现,取腱后易出现髌前疼痛、继发髌骨骨折、髌骨关节炎、髌腱断裂、股四头肌萎缩等并发症[11]。股四头肌取腱时创伤大,常在翻修手术中使用。N绳肌是目前临床上常用的移植物,但取腱时易损伤隐神经,且N绳肌属于膝关节内侧稳定结构的一部分,对伴有内侧副韧带损伤或膝关节多发韧带损伤的患者,取腱后易出现膝关节不稳,影响膝关节功能。

理想的移植物主要包括以下三方面条件:①取腱简单;②具有足够的长度和强度;③切除后对供腱区不会产生严重影响。腓骨长肌在解剖学和生物力学上有足够的长度及强度,常被用作修复跟腱等移植肌腱,但将腓骨长肌作为重建前交叉韧带移植材料的报道较少[12]。左立新等[13]对腓骨长肌与前交叉韧带的解剖学形态及生物力学特性方面进行比较,认为腓骨长肌在这两方面可满足前交叉韧带重建的需要。史福东等[14]通过研究发现,双股腓骨长肌有足够的长度、强度,且其极限拉伸强度及刚度均大于前交叉韧带,可作为重建前交叉韧带的理想移植物。吴市春等[15]在关节镜辅助下取自体腓骨长肌重建前交叉韧带26例,随访表明术后膝关节功能及患者的主观满意度优于N绳肌。在本次研究中,采用腓骨长肌作为移植物,术后膝关节功能恢复良好。腓骨长肌远离膝关节,可避免对膝关节周围组织的进一步损伤,避免破坏膝关节的稳定结构,对伴有内侧副韧带损伤、多发韧带损伤、鹅足区皮肤擦伤等不适合取N绳肌的患者,可选择腓骨长肌。

腓骨长肌的主要功能是外翻和跖屈,维持踝关节稳定及足弓的形态。一项对踝关节外翻影响因素的研究表明,腓骨短肌较腓骨长肌更重要,腓骨短肌是维持踝关节外翻的主要肌腱[16]。左立新等[17]研究显示取出腓骨长肌后,足部横弓宽度、纵弓宽度和顶角均无明显改变,证实切取腓骨长肌对足弓的静力学结构无明显影响。在本次研究中,术后无取腱区疼痛,无足弓塌陷,踝关节功能良好,踝关节功能评分较术前无明显差异,提示切除腓骨长肌对踝关节功能无明显影响。

综上所述,关节镜辅助下自体腓骨长肌移植重建前交叉韧带,术后膝关节功能恢复良好,且对踝关节功能无明显影响。

[参考文献]

[1] 张勇,史福东,王雪臣,等. 关节镜下自体腓骨长肌腱与同种异体肌腱重建膝关节前交叉韧带的临床研究[J]. 疑难病杂志,2015,14(11):1162-1165.

[2] 曹红彬,梁军,辛景义,等. 腓骨长肌重建治疗前交叉韧带损伤[J]. 中华医学杂志,2012,92(35):2460-2462.

[3] 王徐龙,龚铁军,王耀华. 膝关节前交叉韧带部分束损伤关节镜下选择性重建的临床研究[J]. 中国现代医生,2013,51(23):28-29.

[4] Lysholm J,Giilquist J. Evaluation of knee ligament surgery results with special emphasis on use of a scoring scale[J]. Am J Sports Med,1982,10(3):150-154.

[5] Schepers J,Heetveld MJ,Mulder PG,et al. Clinical outcome scoring of intra-articular calcaneal fractures[J]. J Foot Ankle Surg,2008,47(3):213-218.

[6] Mulford JS,Hutchinson SE,Hang JR. Outcomes for primary anterior cruciate reconstruction with the quadriceps autograft:Asystematic review[J]. Knee Surg,Sports Traumatol,Arthrosc, 2013,21(8):1882-1888.

[7] 赵小泉,蒙剑德,陈璞. 关节镜下双束重建膝前交叉韧带的疗效及安全性分型[J]. 中国现代医生,2014,52(12):136-138.

[8] Vyas D,Rabuck SJ,Harner CD. Allograft anterior cruciate ligamentre construction:Indications,techniques,and outcomes[J]. Orthop Sports Phys Ther,2012,42:196-207.

[9] Gao K,Chen S,Wang L,et al. Anterior cruciate ligament reconstruction with LARS artificial ligament:A multicenter study with 3-to 5-year follow-up[J]. Arthroscopy,2010, 26(4):515-523.

[10] Ioncu A,Mader R,Bonin N,et al. Bone-patellar tendon-bone graft via a single minimally-invasive approach versus a classical approach in anterior cruciate ligament reconstruction:A prospective study[J]. Surgery & Resea-rch,2012,98(4):426-431.

[11] 杜天舒,张春礼. 自体腓骨长肌腱移植重建前交叉韧带的发展现状[J]. 中华关节外科杂志,2015,9(3):412-415.

[12] 蒙延雄,米琨,俸志斌,等. 关节镜下保留残端腓骨长肌腱重建后交叉韧带[J]. 中华中医药杂志,2016,31(3):1092-1094.

[13] 左立新,高雁卿,杨卫兵,等. 正常人前后交叉韧带与腓骨长肌腱的解剖学形态、力学特性对比[J]. 中医正骨,2007,19(10):5-6.

[14] 史福东,冯世庆,左金增,等. 关节镜下自体腓骨长肌腱和N绳肌腱重建前交叉韧带的对比[J]. 中华实验外科杂志,2014,31(11):2531-2533.

[15] 吴市春,郑亚才,严康宁,等. 腓骨长肌腱与N绳肌腱重建前交叉韧带的疗效比较[J]. 中国修复重建外科杂志,2015,29(11):1358-1363.

[16] Otis JC,Deland JT,Lee S,et al. Peroneus brevisis a more effective evertor than peroneus longus[J]. Foot Ankle Int,2004,25(4):242-246.

第7篇:肌腱和韧带的生物力学范文

【关键词】关节镜 半腱肌腱 股薄肌腱 内侧髌股韧带重建 职称论文

髌骨复发性脱位可发生于严重的首次髌骨脱位之后,但更常发生于伴有一种或多种潜在解剖异常的膝关节,这些异常使髌骨易于发生脱位或半脱位。目前手术治疗的方法很多,我院自2007年至2012年2月间对18例髌骨复发性脱位患者进行了自体半腱肌、股薄肌腱“U”型固定重建内侧髌股韧带(MPFL)的手术治疗,取得了良好的临床效果,总结报告如下。

1临床资料和方法

1.1一般资料

本组18例,男6例,女12例。年龄14岁~45岁。其中双膝12例,单膝6例,有明确的外伤史后出现髌骨复发性脱位的8例,无明确的外伤史并双膝复发性髌骨脱位10例,最长时间有10年,合并髌骨撕脱骨折2例。术前常规行膝关节正侧位、髌骨轴位X光片检查,有急性外伤史的常规行膝关节MRI或CT检查。术前行髌骨外推试验、髌骨外推恐惧试验、髌骨倾斜试验,Q角测量、Caton指数等检查,并行Lysholm 膝关节评分。

1.2手术方法

腰麻生效后,常规术区铺单,止血带下操作,在鹅足处取3cm的斜行切口获取半腱肌和股薄肌肌腱,肌腱剔除肌肉后行2-0不可吸收缝线编织缝合,肌腱长约20cm,备用[1];常规置关节镜行膝关节探查,清理关节软骨碎片,取出游离体,解除关节绞锁;行髌骨内侧缘切口约2.5cm,于髌骨内侧缘中点相距约1.5cm平行关节建立2个骨隧道,于髌骨外侧缘切口,帮助编织肌腱“U”型套在髌骨上,同时根据情况行外侧支持带松解,2个断头在髌骨内侧,再次在股骨内上髁行切口,建立股骨内上髁骨隧道(内收肌的止点和内侧副韧带止点间的中点),屈膝90°位用一枚钛质挤压钉固定2个肌腱头于股骨内上髁骨隧道内,检查膝关节伸展和完全屈曲情况下的髌骨正常的松弛情况,看是否再次有脱位情况,紧缩内侧支持带缝合。术后常规预防感染、消肿止痛治疗,术后第2-3天拔除引流管,固定支具保护固定170°位。 1.3术后康复

内侧髌股韧带重建术后,患者需要佩戴支具进行保护(通常不需要进行石膏固定),一般术后3—4周内就可以屈膝到90º,术后2周(拆线后),患者在洗澡或在室内移动时允许摘掉支具。但是,在术后6周内,在行走和睡觉的时候都要求患者佩戴支具,术后3月后,允许患者开始进行慢跑和轻度的体育活动。在开始恢复体育活动的时候,患者可以佩戴简单的护膝、髌骨稳定支具等进行保护,如果患者膝关节屈伸活动范围和股四头肌肌力恢复正常,可以开始进行完全的体育活动,这一般需要6个月的时间。

2结果

本组18例患者,随访6~36个月,平均18个月,所有患者膝关节不稳定症状消失,髌骨外推恐惧试验消失,关节功能良好,平均伸屈度0°~(130±10)°。根据Lysholm 膝关节评分法,平均积分由术前的40~55分,提高到术后80~95分。统计学有显著差异(t检验, P<0.05),术后无1例发生感染及深静脉血栓,并未再发生髌骨向外侧脱位现象。术后3月完全恢复正常的行走。

3讨论

髌骨复发性脱位的不稳定因素有:骨性解剖结构的异常,主要是Q角的异常,任何增加Q角的因素都是造成复发性髌骨脱位的原因;肌肉动力平衡异常;韧带静力结构异常[2]。先天性发育异常有股骨外髁发育不全,滑车发育不良,髌骨高位;对于采用了适当的非手术治疗后髌骨仍反复脱位,应考虑手术治疗,否则患者可能变得紧张和害怕使用患膝,且持久反复脱位可使关节严重受损。目前手术治疗的方法有100多种,大体上有5类:①松解紧张的外侧支持带;②伸膝装置的近端重排;③伸膝装置的远端重排;④伸膝装置的远近端联合重排;⑤髌骨切除并伸膝装置的重排[3]。内侧髌股韧带(MPFL)是限制髌骨向外侧脱位的主要的稳定结构,生物力学研究显示内侧髌股韧带提供的限制力量占总体限制力量的53%;重建内侧髌股韧带后,能够使髌骨轨迹恢复并趋于正常,基于这个原理,本组病例全部采用自体半腱肌、股薄肌腱“U”型固定重建内侧髌股韧带(MPFL)。短期的回访疗效可靠,术中固定可靠,损伤小,减少了内固定物的费用,术后患者可早期活动,膝关节功能恢复快,无排异反应,短期效果好,中长期效果有待进一步观察。

参考文献

[1] 吕征,吕天润,万斌. 半腱肌腱股薄肌腱在重建前交叉韧带中的运用.南京医科大学学报(自然科学版),2005,11:786-788

第8篇:肌腱和韧带的生物力学范文

    1    颈椎病的致病原因

    1.1    人体生物力学的问题

     1)正常情况下,人的7块颈椎骨相互连接在一起构成一个向前突出的颈弓。低头时颈弓的角度将减小,此时,每两块颈骨体的受力状况与正常情况不同。

     2)人在长期低头时,颈部要收缩紧张而产生向后向下的力去平衡头的重力矩。长年累月伏案工作、读书、电脑操作等,会造成长时间颈部肌肉、韧带紧张和疲劳。

     3)低头时颈后肌群的持续紧张会导致两种效果:一是头部的血液、组织液代谢受阻,原因是供应脊髓、椎骨和相关肌肉氧气和养料的血管受压迫;二是肌肉长时间保持紧张状态会使肌肉、肌腱及腱膜受损。

    1.2    睡眠    不良的睡眠,不适宜的枕头厚度、弧度,可使颈椎整晚处于前屈、侧屈的状态。

    1.3    外伤    不适当的体育运动、健身活动等也可导致颈椎损伤。

    2    颈椎病的动力学疗法作用

     动力学疗法可使原来关闭的毛细血管开放,大大增加了微循环的血流量,使肌肉、韧带和关节囊的血运得到改善,使原来变硬的组织因营养改善而逐渐变软,动力学疗法可以促进淋巴的流动,有利于关节内血肿、组织水肿的吸收[1]。

    3    动力学疗法的基本原理

    3.1    改善循环

     1)在正常情况下,人体组织中大部分的毛细血管都是处于关闭状态的,只有少部分毛细血管呈扩张开放状态且有血液通过,以维持我们日常的生理需要。

     2)人体处于静止状态时,有血液通过毛细血管的数量大约为31~270根/mm3;运动后毛细血管被刺激而扩张,毛细血管开放扩张的数量可达1 800根/mm3;如配合动力学疗法,则会进一步增至3 000根/mm3[2]。

     3)能量与营养物质是外伤、病变组织修复及细胞活动的基础。毛细血管开放量的增多,提高了局部血液灌注量,给局部组织提供了充分的营养物质和能量,加快了康复的速度。

    3.2    增强颈椎的稳定性

     1)正常人体肌肉占人体体重的 35%~41% ,通过锻炼后,肌肉重量可增加到体重的 45%~55%。肌肉中的肌糖原、肌球蛋白和肌红蛋白的含量也会增加。

     2)经过锻炼后,肌纤维内线粒体的大小和数量会成倍地增加,有助于增强肌肉的耐力。颈部肌肉通过锻炼,会变得强健有力,使得颈椎的稳定性得到有效改善[2]。

    3.3    增强颈肩的灵活性和活动度    颈椎病、肩周炎等颈肩痛患者,多会因关节僵硬而活动受限。运动时,关节囊、韧带和关节周围的肌肉被不断牵拉伸展,提高肌肉活动的协调性。3.4    松解粘连

     1)颈椎病的患者,由于疼痛而减少了局部的活动,肌肉、滑囊、关节囊、肌腱、腱鞘等就会发生粘连,进而加重了症状。

     2)动力学疗法一方面对肌腱、韧带等组织直接拨动及牵拉,可机械性地将粘连分开,另一方面改善了局部血液循环及淋巴液的流动,组织营养状况得到改善,变得柔软而富有弹性,恢复了组织的功能。

    4    体疗

    4.1    定义    体疗是体育疗法的简称,它具体指人们通过体育运动的方式进行以强身健体为目的的锻炼,并达到祛病除疾,无病康寿的理想境界[3]。

    4.2   体育疗法的作用    体疗康复对颈背部进行肌肉锻炼,可增加肌肉力量,以保持颈椎的稳定性;可恢复及增加颈椎的活动功能,防止颈椎关节的僵硬;可改善血液循环,促进炎症消退;可解除肌肉痉挛,减轻疼痛,防止肌肉萎缩,达到巩固疗效及减少复发的目的。

    4.3    方法

    4.3.1    颈部肌肉的静力训练    取俯卧位,将胸廓移出床缘保持头颈平直1 min,然后左、右侧卧,同样保持头颈平直各1 min为1组,6组/次,1次/d,运动时关节囊、韧带和关节周围的肌肉被不断牵拉伸展,提高了肌肉活动的协调性。

    4.3.2    鲤鱼打挺    取俯卧位,双手紧贴大腿外侧,双脚并拢,双腿伸直,头部与双腿尽量抬高,每次持续5~10 s,重复5~8次,1次/d,能够有效锻炼颈部的肌肉与韧带,使肌肉和韧带变得强健有力,有效改善颈椎的稳定性。

第9篇:肌腱和韧带的生物力学范文

【关键词】 足球运动员;运动损伤;预防;康复

一、足球运动员损伤发生的原因

足球是一项身体接触的运动,队员常常直接冲撞身体,如铲球或与另一名队员冲撞。冲撞可能会导致挫伤,软组织内血管破裂而引起血肿,甚至骨折。

运动中间接损伤因外力改变肌肉骨骼结构所致,常见于肌肉、肌腱、韧带、关节和骨损伤。这类损伤往往发生在比赛早期或晚期,因热身不足、柔韧性较差或疲劳所致。比赛前15分钟和最后15分钟较其他时段更易受伤。

过度劳损常因持续性或重复性动作,或因组织结构持续承受大负荷所致。这类损伤的发生常与训练不当、生物力学异常、不适当或不合适的球鞋或场地有关。训练不当指准备活动不当、过度训练、突然增加训练时间、训练频度或强度,以及伤后的康复不足等。生物力学异常指双腿长度异常,软组织伸展不足,关节排列不齐。鞋子问题主要指减震、抓地和舒适程度较差等。场地因素如在不平路面、山路上跑动太多,或在沙坡上训练的时间过多等均可导致损伤。应激性骨折、骨皮质微创骨折常因超负荷应力所致,常见于趾骨、腓骨和胫骨损伤,也可因其过度劳损引起。

二、软组织损伤分析

过度拉伸韧带可导致损伤,过度拉伸肌肉可导致拉伤。韧带扭伤有三类,肌肉拉伤有四类。1级扭伤只有极少数韧带纤维受损;2级扭伤则含有更多纤维受损及部分韧带撕裂;3级扭伤指韧带完全断裂及关节完整性受损,需手术修复。1级拉伤属轻伤,只有少量肌纤维受损,肌鞘完整无损;2级拉伤肌鞘虽完整,但有大量血管受损;3级拉伤则肌鞘部分撕裂,肌肉大面积出血;4级拉伤指肌肉完全断裂,肌腹处有一明显缝隙,需手术修复。损伤和拉伤可分急性和慢性损伤。肌肉损伤可造成肌纤维撕裂,严重者将停训数日或数周。肌肉微创并不会立即出现疼痛,酸痛将在离心收缩训练后48-72小时达到高峰。此类训练包括重复性跳跃练习或超等长训练。这些联系使肌肉不断地进行先拉伸再收缩的循环运动。肌肉损伤表现为肌肉内CK释放量增加及肌原纤维断裂,肌肉损伤后CK可从肌膜中流出进入血液。此类训练似乎不会产生永久性损伤,且重复训练可使队员产生适应性。肌肉抽筋是指肌肉痉挛,不能放松。这种现象多出现在比赛尾声或加时赛阶段。最易抽筋的部位为小腿肌肉(腓肠肌)和股四头肌。

1、大腿损伤

足球队员的损伤近 都涉及大腿, 涉及腹股沟。大腿后群肌肉拉伤在足球运动员中很常见。一般来说,尽管损伤可能在肌腹,但伤害却发生在肌肉-肌腱联结部位。损伤大多因加速或减速时对肌肉施加快速牵拉所致。股四头肌损伤可能是为完成踢球动作或拦截冲撞而致。肌群在直接撞击下可遭受挫伤。有时,股四头肌内大面积的血肿需穿刺抽血。骨化性肌炎,可引起部分肌肉组织骨化,尤其是直接撞击肌肉后,常可引起大腿肌肉损伤并发症。

大腿内收肌损伤也是足球运动的常见损伤。当踢球腿在前摆过程中,为高质量完成动作,内收肌需要大量参与。内收肌的损伤与它的伸展性有关,而且支撑腿的内收肌均可能损伤,损伤与此肌群的力量强弱有关。

2、跳跃膝关节损伤

跳跃膝是另一种过度使用损伤,有时也可发生在足球队员身上。症状正如其名,常见于跳跃者和篮球运动员。其包括肌腱炎、退行性变,有时还伴随髌腱的部分撕裂。明显症状为膝关节前部痛以及髌骨周围肿胀,收缩膝关节伸肌疼痛加重。

三、关节损伤分析

关节的特殊损伤可由运动中直接冲撞导致,但更多见的是骨骼-肌肉结构改变的继发症状。

1、膝关节

足球运动员中常见的损伤是内侧半月板、内侧副韧带和前交叉韧带合并损伤,这种合并损伤被称为O’Donoghue’s三联症。损伤将使膝关节稳定性受到严重影响。内侧副韧带拉伤,甚至是Ⅲ度损伤,通常也能够成功地恢复功能。另外,如果要保留其功能,则必须重建ACL。这种重建如适当,损伤半月板的修复应当在内侧副韧带完全愈合,疼痛和积液完全消除、关节全范围运动恢复后才能进行。在过渡期,4-8周或更长的时间,特别的物理治疗对于取得上述效果非常重要;强化关节周围肌肉的力量以及教会队员术后康复的重要性也同等重要。外科手术后应进行精心的康复治疗。

2、踝关节

踝关节损伤占足球运动员所有损伤的。大多数损伤都是因为踝关节内翻和跖屈而损伤外侧韧带。内侧三角韧带的损伤也可发生,但并不多见,多与足外翻和外旋有关。足球踝常因踝关节前方关节囊附着处骨质增生而引起,由于踝关节的反复外伤所致,如在趾屈位踝关节受到强力踢击。结果在胫骨远端后缘与距骨后突,反复撞击挤压而致伤。

3、足部损伤

在射门、阻截对手以及争抢或对抗时的身体接触中,队员足部可能受到直接冲撞,因此足部损伤是足球项目常见损伤。在落地缓冲阶段大拇指跖趾关节需要背屈90°。如队员由于慢性症状导致大拇指背屈受限成为拇指僵硬。这种慢性损伤是由于此关节微小损伤所致。使用硬质鞋垫可减轻疼痛,但仍需要实施手术进行根治。

4、肩部损伤

上臂过伸摔倒可引起肩关节脱位。这常可引起肩袖肌肉的撕裂,这些肌肉提供肩关节的稳定以及控制其运动。此种损伤可延误或阻碍运动员训练或比赛,因为上肢对保持跑、踢和铲球时的身体平衡非常重要。

四、预防与康复措施

队员在肌肉力量弱的情况下参加比赛很可能引起肌肉损伤。肌肉力量分析可显示出左、右肢体的力量均衡性,力量弱的一侧肢体会更大的影响人体的运动能力。均衡性也可反映在小腿三头肌与股四头肌的力量比例不适宜。足球队员需要强大的股四头肌但为了均衡性,也应对绳肌进行训练。运动员不仅要重视向心训练,同时也要重视离心训练。以踢球动作为例,运动员在完成踢球动作时,绳肌的离心收缩对于动作的完成也是非常重要的。膝关节屈肌群在离心收缩时的峰力矩也应与膝关节伸肌群在向心收缩模式下的峰力矩进行比较,计算出所谓的“动力控制比例”。

肌肉角度的力量分析可采用等动力量测试数据进行鉴别,在特定的角度内进行收缩。这与避免再伤有非常大的关系,因为力量降低仅仅只在某一限制关节角度的运动中。这种不足可通过在运动角度肌肉内特定力量降低角度进行等长收缩得到改善。因此力量强弱与运动损伤的预防有着密切的联系。各种电疗也可被理疗师采用,包括超声波、经皮神经电刺激、功能性电刺激、干扰电、脉冲短波、超短波、激光等。上述治疗可达到止痛效果、减轻炎症反应、加快组织愈合并维持或提高肌肉力量和体积。有经验的治疗师还可采用人工治疗技术,包括手法推拿、按摩以及运动疗法等。药物,如非类固醇类抗炎类药物有止痛、退热和消炎效果,这些药在治疗软组织损伤中有重要作用,局部涂抹还可加快皮下血肿的吸收。

【参考文献】

精选范文推荐