«Это первое исследование, показывающее, что после разрыва ПКС на изменения в механике колена действительно может влиять форма колена», — сказала Сюзанна Махер, доктор философии.D., заместитель директора отделения биомеханики больницы специальной хирургии, Нью-Йорк. «Раньше исследователи проводили только исследования, изучающие, увеличивает ли конкретная форма колена вероятность травмы передней крестообразной связки у человека, особенно у спортсменов."
Каждый год в США 200 000 человек разрывают ACL, в том числе 80 000 спортсменов. Эти травмы стоили U.S. система здравоохранения 1 миллиард долларов.
Разрыв ПКС повышает риск развития остеоартрита, дегенерации суставов и потери мениска (хряща, который обеспечивает структурную стабильность колена, когда оно испытывает напряжение или скручивается). Эти проблемы можно предотвратить с помощью реконструкции ПКС, но не всем пациентам нужна эта операция. У некоторых людей колени более стабильны, и поэтому у них больше не будет проблем.
Если человек не является спортсменом и занимается спортом, который включает в себя вращение, например футболом или баскетболом, альтернативным вариантом является консервативное лечение. Выявить пациентов, которые могут избежать операции без развития дальнейших проблем, было непросто.
В новом исследовании исследователи провели эксперименты с использованием девяти трупных коленей, чтобы изучить, как форма колена влияет на механику колена во время ходьбы после того, как человек порвал ACL. Образцы включали коленный сустав плюс три-четыре дюйма ноги по обе стороны от линии коленного сустава.
Исследователи оснастили эти колени датчиком, который измерял контактные напряжения в критически важной зоне нагрузки на верхней части большеберцовой кости, называемой большеберцовым плато. Затем они установили колени на машину, которая сгибала и растягивала образцы, прикладывая силы во многих направлениях, и все это вместе имитировало ходьбу.
Машина выполняет шаг ходьбы за две секунды.
Исследователи проанализировали данные 20 циклов в каждом образце, как до, так и после разрезания ПКС, чтобы имитировать разрыв. «Мы думали, что если протестируем все эти колени, то увидим очень постоянные изменения контактных напряжений.
Мы бы увидели некоторые области колена, которые испытывали гораздо более высокое контактное напряжение, чем они были до того, как мы разрезали ACL, и мы увидим другие области, которые будут испытывать более низкую нагрузку », — сказал д-р. Махер. «Вместо этого мы обнаружили, что изменение контактных напряжений сильно различается.
Единственное достоверное обнаружение, которое у нас было, было в задней части колена; все колени имели повышенное контактное напряжение в задней центральной части колена на 45% цикла походки."
При 45% человек находится в средней или поздней стойке. Доктор.
Махер объясняет, что при 0% цикла походки исцеление человека касается земли, а при 14% исцеление и большая часть ступни соприкасаются с землей. Носок отрывается от земли, и колено начинает раскачиваться на 60% походки.
В то время как все колени с разрывами ПКС испытывали более высокие нагрузки в задней части большеберцового плато, однако некоторые колени также испытывали более высокие нагрузки в передней части плато. "Колени, на которых видны изменения в передней части колена, имели специфические особенности формы.
Например, у них было менее вогнутое большеберцовое плато », — сказал д-р. Махер. "Если на плато большеберцовой кости очень глубокая впадина, а бедренная кость (бедренная кость) находится в глубоком колодце, это даст вам очень стабильное колено. Итак, когда вы разрываете переднюю крестообразную связку, это не окажет большого влияния.«Увеличенный наклон большеберцовой кости был еще одним предиктором повышенного стресса.
Исследование предполагает, что врачи могут сделать рентгеновский снимок колен, оценить структурную геометрию костей и выявить людей, у которых будет более диффузное изменение механики контакта после разрыва ПКС.
Таким образом, врачи могут определить, у каких пациентов больше вероятность дальнейшего повреждения хряща в передней и задней части колена.
«Это ограниченное исследование, потому что это мертвые колени, мы изучаем только ходьбу, это лишь небольшая выборка, мы сосредоточились на внутренней части колена и т. Д., но он дает некоторую информацию о том, как функционирует колено после разрыва ACL », — сказал д-р.
Махер. «Несмотря на то, что это лабораторное исследование, оно предполагает, что форма колена человека может в конечном итоге использоваться в качестве некоторого руководства относительно того, следует ли некоторым пациентам заменять или восстанавливать ACL по сравнению с другими пациентами."
Тот факт, что у всех пациентов был повышенный стресс в одной области большеберцового плато, также может помочь исследователям улучшить реконструкцию ПКС. «Существует очень мало моделей, которые позволяют вам действительно понять силы, действующие на колено во время ходьбы, не говоря уже о том, как эти силы меняются при травме ACL», — сказал доктор. Махер. "Это исследование говорит нам, что есть определенная часть цикла походки, когда ваша ACL очень активна.
Он очень активен во второй части фазы стойки. При разработке замены ACL исследователи могут захотеть обратить пристальное внимание на то, что он делает во второй части фазы стойки."
Работа частично финансировалась за счет средств Национального института здоровья.
Другие исследователи больницы специальной хирургии, участвовавшие в исследовании, включали Рассела Уоррена, М.D., Саадик Эль-Амин, М.D., Ашиш Беди, м.D. (нынешний факультет в больницах Мичиганского университета), Натали Келли, B.S., и Тони Чен, доктор философии.D. Томас Сантнер, Ph.D., из Университета штата Огайо, также внесла свой вклад в исследование.