膝关节生物力学特点

膝关节的生物力学：膝关节所受负荷与肢体的运动状态（如平地行走、跑步、上、下楼梯），并与膝关节外的髋关节强直，胫骨内翻畸形，个人习惯和身体特点（如生活习惯，姿势、体重和运动速度），均有关，这些均是影响手术生存期的相关因素。膝关节具有6种运动模式：3种运动方式如内外旋，屈曲－伸直，内、外翻；3种移位，前后移位，内外侧移位，纵向分离和挤压。在韧带功能正常的情况下，肌肉的运动会产生这些运动。在膝关节的功能活动范围内，这些运动方式并不是单独出现，而是合并出现的。膝关节的稳定性由骨关节面和半月板的形状提供几何稳定性，膝关节周围的软组织提供了外在的稳定性，韧带和关节囊提供了外在的稳定性，膝关节最强大的稳定结构是提供膝关节动态性的肌肉。使关节伸屈运动，对抗膝关节的外在负荷和稳定膝关节。内侧的限制结构包括：内侧副韧带（MCL），后内侧关节囊和交叉韧带，尤其以前者为最重要。外侧稳定结构包括外侧副韧带（LCL）、外侧和后侧关节囊，交叉韧带。

人工膝关节术后生物力学特点：人工膝关节置换术后由于切除病变关节的关节面和半月板，致其关节的内在稳定性结构被破坏。如再切除韧带，进一步影响其机械力学的稳定性，并且其神经功能的本体感觉也被破坏，手术可能部分损伤股四头肌，致关节的内外在稳定结构受影响。进行人工关节的修复和重建，必须考虑膝关节的稳定性及关节运动性的协调和平衡。人工关节是通过假体本身的内在稳定性和必要的软组织平衡技术来重建膝关节的稳定性。如果膝关节的病变或外科手术对膝关节稳定性的破坏越多，对假体的内在稳定性的要求则越高，主要通过部件的几何形状和位置来实现。部件的几何形状及位置对关节所提供的稳定性愈大，传导到骨－假体界面上的力量愈大，愈易引起假体界面出现机械力学松动。因此假体的设计，应设法使骨－假体界面上负荷变小，不应单纯依靠假体的几何形状来提供膝关节的机械稳定性。膝关节的关节面和韧带被切除后，关节面之间的正常的滚动－滑动机制就不复存在。用后稳定型膝关节假体通过后稳定结构来重建膝关节后稳定运动。在病理情况下，由于膝关节的内外翻，胫股角发生变化。下肢的机械轴将不可能通过膝关节的中心，通过测量及计算，通过精确的截骨才能重建下肢力线。下肢的力线的精确重建是确保手术成功的关键，也是避免术后因应力不均而造成关节松动的关键。人工膝关节置换在满足关节功能要求的情况下，应尽量保持关节结构的完整性。关节结构破坏愈多，对重建关节结构稳定性的影响愈大，对人工关节要求愈多，远期愈易引起关节松动、塌陷等并发症。