نویسندگان

• فاطمه فرشیدی ¹
• ناصر فتورائی ¹
• سهیل مهدی پور ²
• محمود شمس برهان ¹

¹ دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)

² دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی

چکیده

پیش‌زمینه: پارگی رباط متقاطع جلویی از رایج‌ترین آسیب‌های زانو در ورزشکاران است. برای جبران عملکرد زانو پس از پارگی، عمل بازسازی رباط انجام می‌شود. این تحقیق تأثیر بازسازی تک‌رشته‌ای و دورشته‌ای رباط متقاطع جلویی روی تنش فشاری منیسک‌ها را بررسی نمود. مواد و روش‌ها: در این مطالعه ۴ حالت سالم، فاقد رباط متقاطع جلویی، بازسازی تک‌رشته‌ای و دورشته‌ای رباط شبیه‌سازی شدند. ابتدا مدل ابر ن ق اط بافت‌ها از تصاویر ام‌آرآی و سپس مدل هندسی ساخته شد. در شبیه‌سازی‌ اجزای محدود سه‌بعدی مفصل آناتومیکی زانو، استخوان‌ها به‌صورت صلب، غضروف‌ها و منیسک‌ها به‌صورت الاستیک خطی و رباط‌ها به‌صورت فنر غیرخطی مدل شدند . بارگذاری با اعمال بار ۵۰ نیوتنی افقی به تیبیا صورت گرفت. یافته‌ها: ماکزیمم تنش فشاری در حالت فاقد رباط نزدیک به زانوی سالم، و کوچک‌تر از حالت‌های بازسازی تک‌رشته‌ای و دورشته‌ای بود. توزیع تنش فشاری منیسک‌ها در بازسازی تک‌رشته‌ای و دورشته‌ای شباهت بیشتری به حالت سالم داشت و در حالت فاقد رباط از حالت سالم متفاوت بود. کمترین مساحت سطوح تماس مربوط به حالت فاقد رباط بود. سطوح تماس حالت سالم در قسمت خارجی زانو، و در حالت بازسازی شده در قسمت داخلی زانو بیشتر بود. نتیجه‌گیری: فقدان رباط متقاطع جلویی، توزیع تنش فشاری منیسک‌ها را نسبت به زانوی سالم تغییر می‌دهد و بازسازی تک‌رشته‌ای و دورشته‌ای رباط می‌تواند توزیع تنش را به حالت سالم نزدیک کند. فقدان رباط می‌تواند سطح تماس را کاهش دهد؛ در حالی‌که بازسازی‌های تک‌رشته‌ای و دورشته‌ای این کاهش را جبران می‌کند.

کلیدواژه‌ها

• بازسازی رباط متقاطع جلویی
• منیسک تیبیا
• زانو
• تنش فشاری

عنوان مقاله [English]

Effect of Single Bundle and Double Bundle ACL Reconstruction on the Compression Stress of Menisci (a Computational Study)

نویسندگان [English]

• Fatemeh Farshidi ¹
• Nasser Fatouraee ¹
• Soheil Mehdipoor ²
• Mahmood Borhan Shams ¹

چکیده [English]

Background: The knee anterior cruciate ligament (ACL) rupture is one of the common damages among athletes. To compensate for ACL deficiency, ligament reconstruction is done to recreate the function of ACL. The aim of this study was to investigate the effect of single bundle and double bundle ACL reconstruction on the compression stresses of menisci. Methods: We simulated 4 cases with geometrical modeling: intact knee sectioned ACL, single and double bundle ACL reconstruction. We then built a three dimensional finite element geometrical model of knee from MRI images of normal knee. First, the bone and soft tissue points cloud models and then the geometrical models were built. The bones were modeled as rigid bodies, articular cartilage, menisci as linear elastic and ligaments as nonlinear springs. The loading condition was application of a 50 N anterior load to tibia. Results: The maximum compression stress was similar to intact knee and was lower than two reconstruction cases. Distribution of compression stress wasn’t similar to intact knee but in reconstruction cases, it was similar. The contact areas in intact knee were higher in lateral section, while in reconstructed knees were higher in medial section of the knee. Conclusions: ACL removal changes the distribution of compression stress of menisci in comparison with intact knee, single bundle and double bundle reconstruction. Furthermore evaluating contact areas in these four cases showed that removing the ACL may lead to decrease in the contact area but reconstruction may compensate for this.

کلیدواژه‌ها [English]

• Anterior cruciate ligament reconstruction
• Menisci, tibial
• Compressive strength