ART. NIESTABILNOSC KOLANA.pdf

Biomechaniczne aspekty niestabilno ś ci stawu kolanowego.

Wprowadzenie

Jedną z najczęściej obserwowanych dysfunkcji stawu kolanowego jest jego niestabilność,

czyli zwiększenie ponad normę zakresów ruchu, szczególnie ruchów niefizjologicznych.

Staw kolanowy stabilny jest to staw zdolny do zachowania anatomicznie i fizjologicznie

poprawnego ustawienia kości współpracujących w stawie, pod działaniem zewnętrznego

obciąŜenia statycznego, a takŜe zdolny do zachowania typowych zakresów ruchów występujących

w stawie pod wpływem obciąŜeń podczas chodu.

W sytuacjach statycznych, ustawienie kości współpracujących w stawie kolanowym jest ściśle

określone i opisane za pomocą osi mechanicznej oraz osi kości udowej i piszczelowej.

W początkowej fazie, gdy niestabilność jest niewielka, pod wpływem obciąŜenia stawu powstają

dodatkowe wzajemne przemieszczenia powierzchni stawowych, pod wpływem których połoŜenie

kości stawu kolanowego zmienia się na niefizjologiczne. W wyniku tego, zmienia się układ sił

oddziałujących zarówno na więzadła stawu kolanowego jak i na powierzchnie stawowe. Zgodnie

z prawami adaptacji funkcjonalnej, powoduje to zmiany własności mechanicznych zarówno

tkanki kostnej jak i więzadeł oraz ciągłe narastanie niestabilności. Proces ten powoduje równieŜ

deformację stawu i jego degradację.

Opracowanie modeli stawu niestabilnego wymaga określenia zakresów przemieszczeń

poszczególnych elementów poddanych obciąŜeniu. PoniewaŜ w procesie utrzymania stabilnej

pozycji stawu współpracuje wiele jego elementów ( więzadła poboczne, krzyŜowe, rzepki, tylnej

ścianki torebki stawowej, torebka stawowa, ukształtowanie powierzchni stawowych ), wymaga to

budowy wielu modeli stawu, w których moŜliwe będzie określenie udziału tych elementów w

procesie stabilizacji w określonej pozycji oraz wpływu przeciąŜenia tych elementów na

moŜliwość degradacji i narastania niestabilności stawu.

Materiał i metody

Badania poszczególnych elementów stabilizujących staw wymagają tworzenia róŜnych

modeli, w których moŜna obserwować obrazy przemieszczeń informujące o niestabilności stawu,

będące wynikiem oddziaływania jednego tylko czynnika stabilizującego. Kolejne etapy będą

obserwacją kombinacji przypadków podstawowych. Pomiar przemieszczeń oraz analiza stanu

odkształceń w rejonie przyczepów więzadeł pobocznych pozwala na określenie, jaki obszar kości

w tym rejonie jest przeciąŜony w stosunku do sytuacji fizjologicznej.

Badania przemieszczeń w rejonie przyczepów więzadłowych były prowadzone metodą fotografii

plamkowej. Metoda ta pozwala na jednoczesną, bezdotykową rejestrację przemieszczeń w polu

pomiarowym. Jest to jedna z pierwszych prób zastosowania tej techniki w całym rejonie

przyczepu więzadłowego.

PoniewaŜ przy typowym dla niestabilności w płaszczyźnie czołowej zniekształceniu szpotawym

lub koślawym jedno z więzadeł pobocznych jest naraŜone na znaczne zwiększenie siły

rozciągającej, w trakcie badań preparat był poddany rozciąganiu osiowemu.

Wyniki

Rozkład składowych pionowych przemieszczeń punktów na powierzchni kości, poniŜej

przyczepu więzadłowego jest nieliniowy, a przemieszczenia narastają w miarę zbliŜania się do

tego przyczepu. Ze względu na moŜliwość przemieszczeń całej kości, przeprowadzono równieŜ

analizę odkształceń kości w tym rejonie. Przyrosty przemieszczeń pomiędzy poszczególnymi

punktami pomiarowymi zostały odniesione do odległości pomiędzy tymi punktami. Uzyskane w

ten sposób wartości stanowią ekwiwalent odkształceń powierzchni kości wzdłuŜ linii pomiaru

przemieszczeń. PoniewaŜ odkształcenia te nie są jedynie wynikiem sposobu przyłoŜenia siły, lecz

równieŜ funkcją geometrii i własności mechanicznych całej kości, zostały one odniesione do

wartości charakteryzujących przekrój kości, a zatem przy załoŜeniu, Ŝe własności mechaniczne są

stałe, równieŜ jego sztywność rozciągania.

Dyskusja

Analizowany rozkład przemieszczeń w rejonie przyczepu więzadłowego jest sumą przemieszczeń

punktów na powierzchni kości w wyniku jej odkształcania i globalnego przemieszczania całej

kości w wyniku oddziaływania obciąŜenia. Charakterystyczne jest jednak zwiększanie się

wartości składowych o kierunku zgodnym z kierunkiem działania siły w miarę zbliŜania się do

przyczepu więzadłowego. Stosunkowo duŜe przyrosty wartości przemieszczeń wskazują, Ŝe

udział deformacji powierzchni kości w globalnym obrazie przemieszczeń jest znaczący. Wzrost

wartości odkształceń w kierunku działania siły w miarę zbliŜania się do przyczepu więzadłowego

jest zgodny z zasadą powstawania koncentracji napręŜeń i odkształceń w rejonie wprowadzania

obciąŜeń. W związku z tak znaczną zmianą wartości odkształceń w rejonie przyczepu w

porównaniu z pozostałą częścią powierzchni kości, w rejonie tym, zgodnie z teorią przeobraŜeń

powierzchniowych kości, będą zachodzić procesy przebudowy kształtu i wewnętrznej budowy

kości, które poprzez przesunięcie połoŜenia punktu przyczepu mogą spowodować narastanie

niestabilności stawu kolanowego w płaszczyźnie czołowej. Charakterystyczne jest, Ŝe pomimo

znaczących zmian przekroju odkształcenia znacząco rosną w miarę zbliŜania się do przyczepu

więzadłowego, mimo Ŝe sztywność kości w tym rejonie jest największa. Są więc one głównie

zdeterminowane sposobem wprowadzania siły przez przyczep więzadłowy, a nie samą

sztywnością rozciągania kości.

Bibliografia:

1. Biology of Sport, vol.14, suppl. 7, 1997

Ścigała K. “ Biomechaniczne aspekty niestabilności stawu kolanowego “

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: