單髁置換術應用于骨關節炎合并前交叉韌帶缺失的三維有限元研究

摘要：目的采用有限元方法比較前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)完整與缺失的骨關節炎患者單髁關節置換(unicompartmental knee arthroplasty,UKA)術后膝關節生物力學特性,分析ACL缺失對膝關節單髁置換術后的運動和應力的影響。方法根據膝關節CT、MRI圖像,建立有限元模型。采用逆向工程技術重建活動襯墊單髁假體,加載入該正常膝關節三維有限元模型。在不同屈膝角度(0°、30°、60°、90°、120°)加載載荷,觀察在ACL完整(ACL-intact,ACLI)和缺失(ACL-deficiency,ACLD)情況下,膝關節的最大接觸壓和位移程度。結果 UKA-ACLI與UKA-ACLD模型在膝關節屈膝各角度,各部位(外側股骨軟骨、脛骨軟骨、半月板、股骨假體、脛骨假體、襯墊)最大應力無明顯差異,ACLD模型在膝關節屈膝0°和30°位前后位移明顯大于ACLI模型,在膝關節屈膝0°位股骨相對內旋減小,在膝關節屈膝30°位股骨相對外旋增加。結論標準位置假體植入情況下,ACL缺失并不會導致UKA術后應力異常增大,會導致在膝關節伸直位時位移增加。