三、后外复合体的生物力学

PLC有三个最重要的膝关节静态稳定结构,分别为:LCL、PT和PFL。早期的生物力学研究发现后外侧结构是控制膝关节内翻、外旋的主要稳定结构,同时可以防止胫骨向后外侧移位。除此以外,膝关节后外侧结构还对维持膝关节内旋稳定有重要作用。这三个主要韧带协同作用维护正常的膝关节功能。因此,对膝关节慢性后外侧不稳定合并交叉韧带损伤的患者,仅仅重建交叉韧带会增加手术失败的风险。本节将简述LCL、PT和PFL的生物力学功能。

1.LCL

LCL是限制膝关节内翻的初级稳定结构。LCL对抗胫骨相对股骨的内翻、内旋和外旋应力,但对前后向及外翻稳定性作用较小。当膝关节伸直并外旋时,LCL处于张力最大的状态。Coobs等将完整的膝关节与LCL切断后进行比较,对两组均施加内翻、内旋及外旋应力。 结果显示,LCL 切断后,在全部的屈膝角度下(0°、15°、30°、60°、90°)膝关节内翻和内旋的角度显著增加;外旋角度在屈膝60°和90°时显著增加。在前交叉韧带损伤后,LCL是前向和内旋的次级稳定结构。因此,LCL的功能取决于屈膝角度以及其他膝关节稳定结构,如前交叉韧带是否存在。此外,了解LCL的功能对于选择正确的LCL解剖重建方式也至关重要。

至于LCL的生物力学特性,LaPrade等报道,LCL的失效强度为295N,刚度为33.5N/m。LCL的失效强度远远低于交叉韧带,因此LCL需要与其他韧带结构一起维持膝关节的内翻稳定性。LCL损伤后,其他韧带损伤的可能性也会增加。许多模拟LCL损伤的研究都发现在LCL损伤后,外侧不稳定会增加重建后前后交叉韧带的应力。LaPrade等发现LCL切断后,前交叉韧带在屈膝0°和30°内翻应力下的受力显著增加。许多其他研究也发现,在后外侧结构损伤后,后交叉韧带的受力增加,同时膝关节的后向、外旋和内翻稳定性下降。因此,对多发韧带损伤的患者,在重建交叉韧带时一定要注意对后外侧结构的检查,杜绝漏诊、漏治(图2-8)。

2.PT

PT与LCL类似,可以限制胫骨相对股骨的内外旋。Ferrari等进行的尸体试验将PT部分或全部切断。结果显示,在屈膝0°、30°、60°和90°时,无论切断部分或全部PT,对膝关节施加内旋和外旋应力,其内旋和外旋角度均显著增加。LaPrade等发现,PT仅承受膝关节外旋应力,在屈膝60°时达到峰值。此后,LaPrade对PT切断后膝关节的内外旋、内翻、前后向应力进行了研究。他们发现,与PT完整时相比,PT切断后屈膝30°、60°和90°的外旋稳定性,屈膝 0°、20°、30°、60°和 90°的内旋稳定性,屈膝 20°、30°和 60°的内翻稳定性以及屈膝0°、20°和30°时的前向稳定性均显著下降,但后向稳定性未出现明显变化。因此,作者认为PT在维持膝关节外旋稳定性上起着重要作用(图2-8),同时还对内旋、内翻以及前向稳定性有一定贡献。这些发现都为PT的解剖重建技术提供了理论基础。

至于PT的生物力学特性,据报道,其失效强度在3个主要的外侧结构中是最高的,约为700N,刚度为83N/m。但是,PT的损伤会增加PCL重建后移植物的张力。所以,对PT撕脱骨折或PT体部的慢性损伤,及时进行修复或重建非常重要。

3.PFL

普遍认为LCL和PT在维持膝关节后外侧稳定上起到了重要的作用,而PFL的作用则较少被研究。但是,PFL在维持膝关节后外侧稳定性方面仍然起到了重要的作用(图2-8)。研究显示,PFL在屈膝60°时具有最大的维持外旋稳定的作用,因此,PFL是限制膝关节外旋的初级稳定结构。PFL的失效强度为298N,刚度为29N/m。由于PFL失效强度较低,因此需要其他后外侧结构进行协同。与LCL和PT相同,PFL的损伤也会增加交叉韧带的负荷。

(李　岳)

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