I. Состав коленного сустава Самый крупный и сложный сустав в организме человека состоит из двух суставных поверхностей — тибиофеморальной и пателлофеморальной, а основное движение коленного сустава можно упрощенно представить как движение шарнирного сустава. Анатомия коленного сустава 1 — хрящ, в том числе дистальный бедренный хрящ, проксимальный большеберцовый хрящ и надколенниковый хрящ. Суставной гиалиновый хрящ обеспечивает относительно гладкую поверхность с низким коэффициентом трения для движения сустава. Толщина 3 мм-7 мм. Толщина 3 мм-7 мм, обладает сжимаемостью и определенной степенью эластичности, может рассматриваться как вязкоупругое тело, обладающее амортизирующим нагрузку эффектом. 2. Мениск Вязкоупругий фиброхрящ, клиновидной формы в поперечном сечении, прикреплен к большеберцовому плато по окружности. Мениск делится на медиальный и латеральный, связки соединяют мениски с обеих сторон, что соответствует включению медиального и латерального мыщелков бедренной кости соответственно. Основная функция мениска — амортизация, распределение нагрузки и обеспечение лучшей стабильности. Латеральный мениск имеет относительно небольшие размеры и почти круглую форму, при движении в суставе он подвергается относительно большой деформации. Медиальный мениск относительно большой и имеет форму буквы «С». При движении коленного сустава в основном медиальная сторона является точкой опоры, и на медиальную сторону большеберцового плато вместе с мениском приходится большая нагрузка. Связки Передняя и задняя крестообразные связки (ACL) — это две связки, соединяющие бедренную и большеберцовую кости внутри коленного сустава и имеющие крестообразную форму. Основная функция передней и задней крестообразных связок — стабилизация передне-задних и вращательных движений в тибио-феморальном суставе колена. Медиальная коллатеральная связка и латеральная коллатеральная связка, также известные как большеберцовая коллатеральная связка и малоберцовая коллатеральная связка, расположены на медиальной и латеральной сторонах коленного сустава соответственно. Для моделирования взаимодействия ACL и PCL при движении сустава используется упрощенная модель четырехзвенной передней и задней крестообразных связок. В-третьих, движение в коленном суставе Основной формой активности коленного тибио-феморального сустава является сгибание и разгибание. Разгибание до 180 градусов, гиперэкстензия, как правило, не более 10 градусов. При повседневной деятельности сгибание до 140 градусов. Ротационные движения возникают при сгибании колена более чем на 30 градусов. В-четвертых, биомеханика коленного сустава 1. Статическая механика коленного сустава в положении стоя статическая сила (стопы на земле) для веса тела составляет 0,43 раза, при ходьбе до 3,02 раза веса тела, при подъеме по лестнице может достигать 4,25 раза. Линия от центра головки бедренной кости до центра голеностопного сустава является силовой линией (механической осью) всей нижней конечности, которая проходит медиально через центр коленного сустава. Центральная линия, проходящая через ножки бедренной и большеберцовой костей, называется анатомической осью. Механическая ось бедренной кости имеет вальгусный угол 4-6° по отношению к анатомической оси бедренной кости. Линия бедренно-большеберцового сустава наклонена примерно на 3° медиально. Анатомическая ось большеберцовой кости сонаправлена с механической осью большеберцовой кости. 2, механика тибиофеморального сустава При движении коленного сустава относительное смещение мениска при активности сустава приводит к деформации суставной хрящевой ткани, в результате чего изменения межсуставного давления имеют тенденцию к умеренности. При нормальном движении колена нагрузка на медиальную сторону сустава на 50% больше, чем на латеральную. Вращательное движение колена в горизонтальной плоскости сосредоточено на медиальном мыщелке. 3, Механика пателлофеморального сустава Пателлофеморальный сустав является важной структурой, участвующей в разгибательных и сгибательных движениях колена. Надколенник передает напряжение четырехглавой мышцы и несет напряжение пателлярной связки, а его суставная поверхность сама испытывает нагрузку при сгибании колена, и именно нагрузка на суставную поверхность является предметом изучения биомеханики пателлофеморального сустава. Латеральный наклон и латеральное смещение надколенника являются основными формами нарушения пателлофеморального соответствия.