我区科研团队在膝关节生物力学研究上取得最新成果

该研究得到了国家自然科学基金地区科学基金“膝关节外侧半月板后根部损伤的临床和生物力学研究”、“膝关节后交叉韧带重建的生物力学特性研究及增强现实手术导航”项目、国家自然科学基金面上基金“膝关节骨性关节炎保膝手术治疗的人体运动生物力学研究”项目、北京市自然科学基金—海淀原始创新联合基金资助项目“基于智能手术环境建模与主从柔顺控制的骨科机器人安全切削”的支持。

膝关节外侧半月板后根撕裂（Lateral meniscal posterior root tear，LMPRT）是指距离半月板根部胫骨附着点1厘米以内的撕裂或撕脱伤，LMPRT的发生与运动损伤和创伤密切相关，在临床工作遇到的前交叉韧带（Anterior cruciate ligament，ACL）损伤的患者中，伴随发生率可高达7%—14%。半月板后根（Meniscal posterior root，MPR）在转化负荷和维持膝关节稳定方面起着极其重要的作用。

科研团队围绕LMPRT的生物力学运动学变化开展了深入系统的研究，取得了创新性成果。利用数字测角仪、膝关节标本固定器、机器人手臂和六维自由度力学传感器共同搭建的实验测试平台，模拟测试了在不同膝关节屈曲角度下、不同工况条件下（完整、离断、修复）的LMPRT在膝关节中立位、外翻位时的内旋、前移稳定性。研究发现，当屈膝范围为30度至90度时，LMPRT可以导致显著的内旋、前移不稳定，在测试中ACL因外翻牵拉而绷紧时，LMPRT亦可导致显著的内旋不稳定；当屈膝范围为60度至90度时，LMPRT所贡献的膝关节稳定性不能被ACL所完全取代；LMPRT修复后可提高屈膝30度时的内旋、前移稳定性，恢复屈膝60度至90度时的内旋稳定性和屈膝60度时的前移稳定性。这一研究结果表明LMPRT和ACL同样都是膝关节运动中的重要稳定器之一，随着屈膝角度的增加，LMPRT逐渐取代ACL，成为防止过度内旋、前移的主要稳定器；LMPRT手术修复后可在大多数情况下完全恢复膝关节稳定性。该研究明确了LMPRT在维持膝关节稳定性中不可替代的重要作用，为LMPRT修复手术的必要性提供了生物力学运动学依据，对临床工作具有重要的指导意义。