ACL单束/双束重建对胫股关节应力分布影响

该文基于正常膝关节的MRI图像数据，构建正常/单束/双束韧带重建胫股关节整体模型，通过对这3个关节整体模型分别加载单一负荷(轴向力)及组合负荷(轴向力和扭矩)进行有限元仿真，得到3个整体模型在两类负荷作用下的应力分布；通过从整体模型的应力云图中提取股骨、胫骨、关节软骨、半月板及后交叉/内侧/外侧韧带的表面应力等进行对比分析，得到ACL单束/双束重建对胫股关节各组织应力分布的影响。结果表明：1)股骨/胫骨的高应力区位于股骨/胫骨与韧带的连接部位及胫骨与腓骨的接触部位，除单束重建在组合载荷作用下股骨与内侧韧带连接处的应力明显超过正常关节外，重建后胫骨/股骨上的应力值均接近正常关节；2)单束重建能引起股骨软骨、胫骨软骨、内侧半月板的等效应力增大，而双束重建主要使股骨软骨及外侧半月板的等效应力增大；3)单束/双束重建对内侧韧带应力影响较大，尤其在组合载荷作用下内侧韧带中部、下部区域出现了高应力。总之，ACL重建引起的股骨/胫骨、软骨、半月板以及韧带的附加应力，是重建后期导致术者患慢性膝关节炎的主要原因。根据双束重建比单束重建后更接近正常胫股关节的应力特性，得出双束重建优于单束重建的结论。