膝内外翻畸形时髋臼负重顶区的生物力学变化

背景:膝内、外翻畸形改变了膝关节的形态,除影响膝关节的功能外,还可能改变相邻关节髋关节的生物力学行为,也就是髋臼与股骨头之间的力学传导。目的:评价不同程度膝内、外翻畸形对髋臼负重顶区的生物力学影响。方法:取成年男性鲜尸体下肢标本3个,剔除附着的肌肉组织,保留骨膜、韧带及关节囊,通过胫骨高位截骨模拟不同程度的膝内外翻畸形。标本分为中立位组、膝内翻10°组、膝内翻20°组、膝外翻10°组和膝外翻20°组。实验中骨盆的位置选择单足站立中立位。标本通过生物力学试验机加载至50kg,采用压敏片技术测量髋臼顶负重区的负重面积、平均应力及峰值应力。结果与结论:髋臼顶区中立位时股胫关节面负重面积为(6.33±0.12)cm2,平均应力(3.62±0.33)MPa,峰值应力为(4.58±0.20)MPa。当膝内、外翻达10°时,髋臼顶区负重面积减少,平均应力及峰值应力有明显的增加,但差异无显著性意义(P>0.05);当膝内、外翻达20°时髋臼负重面积显著减少,平均应力峰值及应力显著增加,差异有非常显著性意义(P<0.01)。结果提示:随膝内、外翻畸形程度的不同,髋臼负重顶区的负重面积、峰值应力及平均应力也发生变化,当膝内、外翻达20°时,负重面积显著减少,平均应力峰值及应力显著增加,这可能是膝内外翻畸形造成髋骨关节炎的病因之一。因此临床上应重视对膝骨关节炎内、外翻畸形患者的早期干预。