%A 徐 志, 李豫皖, 金 瑛, 刘 毅 %T 步态周期下内侧半月板后根部分撕裂对膝关节生物力学的影响 %0 Journal Article %D 2023 %J 中国组织工程研究 %R 10.12307/2023.293 %P 2824-2830 %V 27 %N 18 %U {https://www.cjter.com/CN/abstract/article_18274.shtml} %8 2023-06-28 %X

文题释义:
步态周期:指人行走过程中一侧足跟从第一次着地到该侧足跟再次着地时行进的过程。一个步行周期分为支撑相和摆动相两个阶段,其中前者占步行周期时长的60%,后者约占其中的40%。
内侧半月板后根撕裂:是指发生在内侧半月板后根部止点骨性附着区1 cm范围内的放射性撕裂抑或撕脱性损伤。

背景:目前针对内侧半月板后根撕裂加速膝关节退变相关生物力学研究大多数仅限于在静态仿真设计的基础上对内侧半月板后根完全撕裂模型进行测试,而对内侧半月板后根部分撕裂在完整步态周期下的生物力学行为尚不清楚。
目的:运用动态有限元分析的方法来比较正常膝关节模型与内侧半月板后根部分撕裂模型在完整步态周期下生物力学的差异。
方法:以健康成年人右膝关节CT扫描数据为基础,建立包括骨、半月板、关节软骨在内的健康膝关节有限元模型,并在健康模型基础上进一步构建膝关节内侧半月板后根撕裂模型。分别在2种模型上施加ISO标准步态载荷进行仿真测试。比较2种模型对应部件在各时相下应力、位移和接触面积的差异。
结果与结论:①在完整步态周期下,健康模型内侧半月板后根云图应力分布均匀,而病理模型则在损伤区出现应力集中表现,健康模型最大应力出现在30%时刻外侧半月板内缘,值为29.68 MPa,病理模型最大应力出现在50%时刻外侧半月板内缘,值为30.34 MPa;②在完整步态周期下,健康和病理模型胫骨软骨应力分布大体一致,2种模型承受最大应力分别出现在步态周围50%,20%时刻,值大小分别为5.11,6.85 MPa;③2种模型的内侧间室组内差异大于外侧间室组内差异;病理模型各时相内侧胫骨平台应力均值比正常模型高9.3%,最大值为5.73 MPa,出现在支撑相中期;股骨、胫骨接触面积峰值均出现在40%时刻,病理模型各时相股骨软骨接触面积均值比正常模型减少14.6%;④研究结果表明在内侧半月板后根部分撕裂发生后膝关节生物力学特性的改变增加了骨关节炎的发病风险。

https://orcid.org/0000-0003-3298-8765 (徐志);https://orcid.org/0000-0001-8959-6805 (李豫皖) 

中国组织工程研究杂志出版内容重点:人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程