内外侧半月板后根部损伤有限元力学研究

[目的]探讨内外侧半月板后根部损伤对膝关节生物力学的影响。[方法]膝关节正常志愿者4例作为研究对象,采用MRI对左膝关节进行扫描,建立膝关节各部位有限元模型,在股骨部分垂直加1 150 N垂直力模拟人体正常周期中的伸直状态,测量应力分布。在完整膝关节有限元模型中同时删除内、外侧半月板根部相应单元和节点,模拟内外测半月板根部同时损伤模型;将完整膝关节模型设为对照组;分别加载1 000 N轴向压缩载荷和134 N向前剪切力,测量不同部位的最大压应力和最大剪切应力。[结果]人体正常走平路膝伸直状态时,承受应力的大小依次为:外侧半月板前部>内侧胫骨平台>股骨外侧髁>内侧半月板后部>股骨内侧髁>外侧胫骨平台>双股骨髁后部。损伤组股骨内髁、股骨外髁、内侧胫骨平台、外侧胫骨平台软骨、外侧半月板最大压应力显著高于完整组(P<0.05)。损伤组股骨内髁、股骨外髁、内侧胫骨平台、外侧胫骨平台软骨、外侧半月板最大剪切力显著高于完整组(P<0.05)。[结论]内、外侧半月板后根部同时损伤导致膝关节各部位承载应力显著增加。