膝关节后内侧稳定结构的研究

膝关节后内侧稳定结构的研究 膝关节后内侧稳定结构的研究 中国骨与关节损伤杂志2007年8月第22卷第8翅 膝关节后内侧稳定结构的研究 俞芳综述陈游一审校 膝关节是人体关节中关节面最大,构造最复杂,且以稳 定性为主兼具灵活性的屈戊关节.因此,膝关节无论在其基 本结构或辅助结构上都有着其特殊的解剖及生物力学特性. 这些特性一旦遭到损害,便可造成膝关节复杂的结构和功能 间的不适应,从而产生各种功能障碍.维持膝关节重要稳定 结构的韧带一旦损伤便是如此.然而,一直以来人们对膝关 节稳定结构的研究主要集中在交叉韧带上,使关节镜下交叉 韧带重建手术几乎已为常规[卜引,而对内侧副韧带损伤的治 疗存在争议【4】.近年来,随着交通运输业的迅速发展和体 育运动在人类活动中所占比例不断增加,严重膝关节多韧带 损伤的发生率也逐年增高,相关的研究也越来越深入,膝关 节后内侧角稳定结构开始被认识并逐渐受到重视. 膝关节内侧室韧带结构在内侧形成半袖,由胭窝部腓肠 肌内侧头的内侧缘伸延至前侧的髌韧带内侧缘.自前向后可 以分成三部分:?前部为从髌韧带的内侧缘到内侧副韧带浅 层纵行纤维带(前纵部)的前缘;?中部为内侧副韧带浅层 (sMCL)及内侧副韧带深层(dMCL);?后部为内侧副韧带 浅层前纵部后缘至腓肠肌内侧头的内侧缘.各部由浅人深分 三层(筋膜层,内侧副韧带的浅层及深层),筋膜层覆盖膝 内侧并向后延伸而与下肢深筋膜延续,因而认为该层并不参 与内侧副韧带结构复合体的构成.目前,内侧稳定结构研寇 都集中于中部及后部,即膝关节后内侧稳定结构,并且把这 些部分进行了解剖学及生物力学方面的研究_7】. 1膝关节后内侧稳定结构解剖 1.1中部中部结构主要为内侧副韧带.自Palmer对内侧 副韧带进行了早期细微的解剖研究以来,普遍认为膝内侧副 韧带分为浅层及深层. 1.1.1内侧副韧带的浅层浅层纵行韧带纤维能与关节囊 分开,位于纵行纤维后方的韧带纤维斜行向后形成三角形 膜,增强后关节囊,并且止于胫骨内侧髁后缘并向后延 伸[..9】.Warren和Marshall['】认为这一三角形膜是前纵部纤 维的延续.而Brantigan和Voshelll8】研究发现这一结构与后 关节囊是无法分开的,而且参与组成后1/3.内侧副韧带浅 层在屈曲时一直保持紧张,伸膝时越靠后的韧带纤维随着长 度变化越大,变得越紧张.当胫骨内外旋转时,膝内侧副韧 带浅层的纵行纤维变得更紧张.内侧副韧带浅层位于胫骨的 止点越长越宽,它就越能加强深层的韧带. 1.1.2内侧副韧带的深层多数研究认为深层内面与内侧 ? 综 ? 703? 述? 半月板紧密相连而形成半月板股骨部及半月板胫骨部,胫骨 附着部则刚好在胫骨关节面边缘,可以限制关节的活动.内 侧副韧带深层能否与关节囊区分存在争议,一些研究认为内 侧副韧带深层是关节囊的一部分l8.9】.还有,一些研究则发 现部分人的内侧副韧带深层与关节囊紧密相连,而其余的则 能与关节囊分开并不与内侧半月板相连. 1.2后部膝后1/3包括半膜肌的扩展部,胭斜韧带,后 斜韧带(POL),以及内侧半月板的后角. 1.2.1半膜肌因为半膜肌的重要作用,Miiller将膝后内侧 角称为"半膜肌角".半膜肌向下有5个分支:?经胫侧副 韧带的前下方,直接止于胫骨;?直接止于胫骨的后内侧; ?止于胭斜韧带;?与后斜韧带(POL)紧密相连;?向下 与胭筋膜相延续. 1.2.2后斜韧带Hughston和Eilers[加】将胫侧副韧带后方 斜行的部分称为后斜韧带(POL),起源于收肌结节,股骨内 上髁的后方,向下有3个分支:?胫骨支,止于胫骨关节面 的边缘;?关节囊支,与后关节囊及胭斜韧带相连;?浅层 支,与半膜肌肌腱相连.POL并没有被滑囊与半月板分开, 而是两者紧密连接在一起.POL与内侧半月板后方及关节囊 紧密相连,向下止于胫骨后内侧角紧靠半膜肌腱止点[9].后 斜韧带与内侧副韧带有何功能上的联系及是否有独立的功能 尚待进一步研究. 1.2.3内侧半月板后角Miillerl9】最先提出内侧半月板后角 的闸停制动作用,在ACL失效时半月板后内角有继发,限 制胫骨前移的制约作用. 后内侧半月板,POL,以及半膜肌扩张部间的紧密联系 对维持内侧膝关节动力学稳定起着重要的作用.Hughston 等l1?认为它们之间的关系——任何程度的改变都可能导致 功能性不稳定,即"前内旋转不稳定"(anteromedialrotatory instability,ARI).在屈曲3O.时,内侧间隙增大,同时伴有 胫骨内侧髁的前内侧旋转性半脱位. 也有学者认为后部主要由后内侧关节囊(PMC)构 成l1副,但对这部分结构现存在争议,也是近年研究的重点. 有研究认为该部第2,3层融合在关节线近侧形成PMC,并 融人内侧副韧带浅层的斜行纤维,在此结构中纤维方向主要 向后下方.PMC形成一囊腔,在膝伸直时紧贴于股骨髁的后 内侧.屈膝时后内侧关节囊的松弛表明,PMC不能防止屈膝 时胫股间的成角活动.伸膝时内旋胫骨会引起PMC斜行纤 ?中南大学湘雅医学院附属第二医院骨科湖南省长沙市410011??通讯作者 ? 704? 维的更进一步紧张. POL与腓肠肌内侧头及半膜肌肌腱扩张部紧密相连,后 方纤维形成了胭斜韧带.POL的功能为:屈膝时POL松弛, 屈膝至60.时POL便松弛而没有功能;伸膝时PMC对胫骨 内旋起限制作用.当膝关节由伸直变为屈曲过程中,半膜肌 肌腱对PMC形成牵张,而使关节囊弯曲变形,因而组成联 动方式. 膝后内侧角的研究显示,跨过关节线的膝内侧静力稳定 装置由3种明显的韧带构成,即膝内侧副韧带浅层,深层及 PMC.结果支持Warren和Marshall的分层学说,也证实内 侧结构由前向后可分为三部分Ll引.故现在许多学者将其称 为膝后内侧结构或称为膝内侧副韧带复合体,为广义上的膝 内侧副韧带. 2膝内侧副韧带的生物力学 侧副韧带对于保持膝关节的稳定起着非常重要的作用, 尤其是内侧副韧带.随着交通运输业的发展,膝关节损伤也 日益增多,内侧副韧带可以单独受损或与前交叉韧带同时损 伤.随着社会人口老龄化及科学技术发展,接受人工膝关节 置换者逐年增多,其在已缺乏交叉韧带稳定的情况下,势必 依靠侧副韧带的稳定及制导.基于上述原因,近20年来对 . 膝内侧副韧带功能及生物力学进行了更深入研究Ll引膝关节韧带在力学特性及其功能适应性方面,显示出复 杂的流变学特性,其单轴拉伸时的应力一应变曲线凹面向 上,即应力对应变的二阶导数大于零,并且不同韧带的力学 特性亦不同Ds]. MCL与膝关节其他韧带一样,具有随时间及过程相应的 粘弹性特点.刚开始受拉伸时,关节在一定范围内发生位 移,但当关节位移增加时,韧带的刚性也增加,从而提供更 大的张力,限制关节的运动.韧带纤维的特殊排列起着缓冲 作用,允许韧带稍稍伸长,而不损害胶原纤维,也对控制韧 带张力提供一种机制,沿着韧带长轴起着震荡吸收器的作 用.但当外力超出其允许范围或长时间超负荷,便会损害胶 原纤维,发生成纤维细胞凋亡变性使韧带丧失固有的力学特 性而损伤退化,功能减退或丧失,如同断裂或松弛的弹簧. 在施加应力对韧带组织及韧带细胞影响的研究中发现, 当施以安全的,可控制的运动时,MCL的愈合较传统手术后 制动要更快Ll引.因此,认为作为承受和传递力的韧带,力的 作用对其重塑,愈合和重建起着重大的作用. 膝关节除了屈伸运动外,在半屈或屈至90.时,尚能作 内外翻及内外旋活动.在膝伸至10.,15.时,股骨在胫骨上 又产生一定程度的内旋运动,这使膝关节的运动具有多轴向 成分,含有相当程度的球窝关节特征.运动和创伤引起的膝 关节损伤中韧带损伤占40%,而内侧副韧带损伤又占其中的 42%["】.如未及时正确的处理,导致内侧副韧带愈合不良, 造成膝关节不稳定.后内侧各部分结构在膝关节稳定中起着 重要的作用,随着研究的不断深入,膝关节后内侧角的解剖 及功能越来越清楚,正确认识膝关节后内侧的解剖及生物力 学特性将有助于更好地诊断治疗. CHINESEJoURNALoFBoNEANDJOINTINJURYVo1.22.No.8.Aug.2007 ' 参考文献 1SimonianPT,HarrisonSD.Assessmentofmorbidityofsemitendi- nosusandgrac~istendonharvestforACLreconstruction.AmJKnee Surg,1997,10(2):54 2LawhornKW,HowellSM.ScientificjustificationandtechniqueforaIl- teriorcruciateligamentreconstructionusingTmtogenousandallogeneie soft—tissuegrafts.OrthopClinNothAm,2003,34(1):19 3AdamF,PapeD,SehielK,eta1.Biomeehaniealpropertiesofpatellar andhamstringgrafttibialfixationtechniquesinanteriorerueiateliga— mentreconstruction:experimentalstudywithroentgenstereometric analysis.AmJSportsMed,2004,32(1):71 4PalmerI.Ontheinjuriestotheligamentsofthekneejoint.AetaOr- thopScand,1938,5:283 5W00SL,VogrinTM.AbramowitchSD.Healingandrepairofliga- mcntinjuriesintheknee.AmAcadOfthopSurg,2000.8(6): 364 6FrankC.W00SLY,AmidD,eta1.Medialcollateralligament healing.Amultidisciplinaryassessmentinrabbits.AmJSports Med,1983,l1(6):379 7WarrenLF,MarshallJL.Thesupportingstructuresandlayerson themedialsideoftheknee:ananatomicalanalysis.JBoneJointSurg (Am),1979,61:56 8BrantiganDC,VoshellAF.Thetibialcollateralhgament:itsfune- tion.itsburse,anditsrelationtothemedialmeniscus.JBoneJoint Surg(Am),1943,25:121 9MilUerW.Theknee-form,function,andligamentrestruetion. 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