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目的:了解人膝关节外侧副韧带(LateralCollateralLigament,LCL)的功能及生物力学特性,探讨后交叉韧带(PosteriorCruciateLigament,PCL)重建与否对外侧副韧带功能及生物力学特性的影响。
方法:应用INSTRON8032型电液伺服材料试验机对14个新鲜冰冻人膝关节标本进行生物力学试验。对PCL完整、切断及重建后的关节分别处于无负荷状态下和在胫骨上施加100N后推力、10N·m内翻力矩及5N·m外旋力矩的三种负荷状态下进行测试,测量在屈膝0°、30°、60°、90°、120°时LCL上的应变情况,用统计学方法比较PCL完整、切断后及重建后LCL纤维上的应变变化。
结果:完整膝关节在不受外力时,LCL的应变在屈膝60°时最大,120°时最小。当胫骨上受到后推负荷时,LCL应变值在屈膝0°和30°位时有较大变化,特别是在0°位时明显增大;施予内翻力矩后,在所有屈膝角度上均有增加,在0°~60°位时更为明显;施予外旋力矩后,在屈膝0°~60°位增加较大,30°时最大。切断PCL后,LCL上的应变值在各种状态下的变化趋势与PCL完整时一致;而施加外力负荷前后的变化量(△S)与切断PCL前比较,在胫骨加载后推负荷后△S在各屈膝角度均有增加,但0°和30°位时最为明显;施予内翻力矩时在各屈膝角度的△S与切断PCL前比轻微增加;施予外旋力矩后,△S较PCL切断前在0°和30°位时增加,其他角度则变化不明显。PCL重建后各状态下的△S与PCL完整时比较无显著性差异;与切断PCL时比较,0°~60°屈膝受后推负荷和0°、30°位受外旋负荷时有显著性差异。无外力作用时,相同屈膝角度下LCL上的应变在PCL完整、切断及重建后的膝关节上没有发生显著的变化。
结论:LCL为膝关节提供防止内翻、外旋、和胫骨后移的作用,主要作用是防止膝内翻,对抗外旋、和胫骨后移作用在膝关节近伸直时的小角度范围内更为明显;LCL在屈膝角度较大时有轻度松弛,为膝关节提供稳定作用能力下降;PCL切断后,在膝关节有外力作用时,LCL纤维紧张程度增加,特别是受到胫骨后移的外力作用时,可一定程度上部分代偿PCL的功能;PCL重建后能使LCL上的张力恢复到PCL完整时的水平。