Anatomia și funcția cartilajului genunchilor

Articulația genunchiului este o articulație de balamale sinoviale care trebuie să reziste la sarcini mari în timp ce permite flexie, extensie și rotație limitată. Două tipuri de cartilaj sunt critice: cartilaj articular[ care acoperă capetele femurului și tibiei, și menisci, structuri fibrocartilaginoase în formă de semilună care aprofundează articulația și distribuie încărcătura. Carulajul articulos este un țesut foarte organizat compus din fibre de colagen, proteoglicani și chondrocites. Proprietățile sale viscoelastice îi permit să absoarbă și să disipeze forțele, dar are o capacitate limitată de reparare datorită naturii sale avasculare. Înțelegerea biomecanică normală a cartilajelor genunchilor este esențială pentru recunoașterea modului și a motivului de lacrimă.

Factori biomecanici primari în formarea lacrimilor de cartilaj

Încărcare mecanică excesivă și anormală

Cartilajul este conceput pentru a tolera sarcini repetitive, fiziologice, cu o anumită magnitudine și frecvență. Când sarcinile depășesc toleranța țesutului, microdamagele acumulează, ducând la fisuri, delaminare sau lacrimi france. Activitățile care implică decelerarea bruscă, pivotarea sau impactul direct generează forțe de vârf care pot provoca lacrimi acute, în timp ce supraîncărcarea cronică, așa cum se vede în sportivi sau muncitorii manuali, slăbesc treptat matricea extracelulară. ]British Journal of Sports Medicine a raportat că sporturile cu intensitate ridicată cresc riscul de lacrimi meni de trei ori în comparație cu activitățile cu impact scăzut. Read the study.

Aliniere articulară și geometrie limb

De exemplu, alinierea varusului (bow-legged) şi a valgusului (knock-kneed) modifică axa mecanică a membrelor inferioare, transferând sarcina de la compartimentul median la cel lateral sau invers. De exemplu, alinierea varusului creşte forţele compresive pe compartimentul tibiofemural medial cu până la 40%, predispoziţia meniscului medial şi cartilajului articular la lacrimi. Aceste malalignări sunt adesea identificate printr-un radiograf cu lungime lungă şi picioare şi sunt predictori puternici ai degenerarea mediei meniscale. Strategii corective, inclusiv bracing sau osteotomie, au ca scop restabilirea distribuţiei chiar şi a încărcăturii.

Ineficienţa ligamentului şi instabilitatea secundară

Ligamentul cruciat anterior (ACL) şi ligamentul cruciat posterior (PCL) sunt stabilizatori primari care limitează traducerea şi rotaţia anterioară. Când aceste ligamente sunt rupte, experienţele genunchilor au crescut traducerea anterioară şi laxitatea rotaţională, care expune direct meniscul şi cartilajul articular la forţele de forfecare anormale. Genunchii deficiţi de ACL au o incidenţă de cinci ori mai mare a lacrimilor meniscale, în special în cornul posterior al meniscului medial, datorită mecanismului de schimbare a

Concentraţie musculară şi Control neuromuscular

Cvadriceps și hamstrengs servesc ca stabilizatori dinamici ai genunchiului. Slăbiciune sau dezechilibru în acești mușchi reduce capacitatea articulațiilor . De exemplu, cvadriceps dominare (comune în sportivi de sex feminin) produce un model de aterizare mai rigid, transferând sarcini mai mari direct la cartilaj. Programe de formare neuromusculară care îmbunătățește mecanica de aterizare și co-contractie musculare] au fost demonstrate pentru a reduce riscul de leziuni ACL și leziuni cartilaj asociate cu 50% sau mai mult.

Geometria și congruența suprafeței comune

Curbura condiilor femurali şi platoul tibial afectează zona de contact şi distribuţia stresului. O pantă tibiană flatată sau o menisc discoid (o variantă congenitală) creează concentraţii de stres localizate. De exemplu, un menisc lateral discoid este mai predispus la rupere în timpul activităţilor simple, deoarece forma sa anormală şi grosimea previne transmiterea corectă a încărcăturii. În mod similar, orice defect de cartilaj focal modifică suprafeţele plane netede, crescând frecarea şi precipitând ruperea în continuare a marginilor defectelor.

Mecanisme biomecanice de rupere

Stresul de forţă dominantă

Stresul de forfecare apare atunci când forţele sunt aplicate paralel cu suprafaţa cartilajului. În genunchi, forfecarea este generată în timpul mişcărilor rotaţionale, cum ar fi pivotarea în baschet sau fotbal. Meniscii sunt deosebit de vulnerabili pentru că sunt ancoraţi la coarnele anterioare şi posterioare, dar au mobilitate relativ liberă în corp. O rotaţie externă bruscă a femurului pe o tibie fixă poate prinde menisc medial, ducând la o ruptură longitudinală sau cu găleată. Carlajul articular, cu arhitectura sale de colagen stratificat, eşuează sub forfecare atunci când zonele superficiale sunt perturbate fibre de suprafaţă.

Supraîncărcare și impact compresivă

Compresia axială de la aterizarea unui salt sau de la o lovitură directă la genunchi forțează condile femurale în platoul tibial. cartilaj normal compresează uniform, dar dacă sarcina este oprit-centru (datorită malalignment sau ligament laxitate), stres compresiv focal] poate depăși 25 de

Tulpini de tracțiune de la distragere

Tensiunea pe cartilaj apare atunci când suprafețele comune sunt trase în afară sau atunci când un menisc este întins în timpul mișcării anormale. De exemplu, o leziune hiperextensie poate pune cornul posterior al meniscului sub tensiune înaltă, cauzând o divizare radială. Forțele de tracțiune sunt, de asemenea, proeminente în clape de cartilaj, în cazul în care un defect de rigiditate parțială se propagă orizontal prin țesut, condus de sarcini de tracțiune repetitive în zona de mijloc.

Rolul degenerarii şi îmbătrânirii cartilajelor

Schimbări legate de vârstă în biochimie cartilaj . Cum ar fi conținutul redus de proteoglican, scăderea colagenului cross-linking, și conținutul crescut de apă . Mai mici de rezistență la stres mecanic țesut. cartilaj degenerat are un mod de tracțiune mai scăzut și nu reușește mai ușor sub aceleași sarcini care nu ar deteriora cartilaj sănătos. Aceasta explică de ce lacrimile cartilajului sunt mai frecvente la pacienții peste 40, chiar și de la mecanisme de joasă energie cum ar fi răsucire în timp ce mersul pe jos. Slăbire degenerativă și supraîncărcare mecanică creează un ciclu vicios: o mică lacrima crește stresul local, care accelerează în continuare degenerare, învolburarea lacrimii. Review of cartilaj biomechanics in imbatranire.

Recunoaştere şi complicaţii clinice

Clinicienii evaluează factorii de risc biomecanici prin istorie, examenul fizic (de exemplu, sensibilitatea liniei articulare, testul McMurray, testele de laxitate a ligamentului) și imagistica (RMN este standardul de aur pentru leziunile cartilajului). În conformitate cu cauza biomecanică specifică a unei rupturi ] ghidează tratamentul: o ruptură meniscal periferic într-un genunchi stabil se poate vindeca cu reparații, dar aceeași ruptură într-un genunchi malalign, ACL-deficient necesită atât fixare meniscal cât și o procedură corectivă. În mod similar, leziunile cartilajului articular care apar într-un genunchi varus-aliniat pot beneficia de o osteotomie ridicată tibiană pentru a descărca compartimentul deteriorat.

Strategii de prevenire

  • Instruirea neuromusculară
  • Managementul de bord
  • Corecție de aliniere
  • Conservarea ligamentului

Consideraţii privind tratamentul

Principiile biomecanice sunt la fel de importante în procesul de luare a deciziilor chirurgicale. Reparaţiile meniscale sunt cele mai de succes în zona vascularizată Red damonscus, unde potenţialul de vindecare este ridicat. Pentru defectele cartilajului articular, tehnici precum microfractura, transferul osteocoldral autograf, sau reparaţii pe schelă pentru a restabili o suprafaţă netedă capabilă să manipuleze sarcini fiziologice. Reabilitarea postoperatorie trebuie să respecte vindecarea ţesuturilor în timp ce reintroduce sarcina treptată pentru a preveni re-tearmă sau eşecul grefei. Bracing avansat poate proteja reparaţiile în timpul fazei de vindecare timpurie. ]Citeşte mai multe despre rezultatele reparaţiei cartilajului.

Concluzie

Lacrimile de cartilaj din genunchi sunt rezultatul unor interacţiuni complexe între sarcinile mecanice, alinierea articulaţiilor, integritatea ligamentului, funcţia musculară şi calitatea ţesutului. Prin identificarea şi modificarea acestor factori biomecanici, clinicienii pot preveni mai bine leziunile, diagnostica cu precizie cauza rădăcinii unei rupturi, şi tratament adaptat pentru a restabili dinamica normală a articulaţiilor. Cercetarea continuă în biomecanica cartilajului şi proprietăţile materiale va îmbunătăţi în continuare aceste strategii, îmbunătăţirea pe termen lung a sănătăţii comune pentru persoanele active de toate vârstele.