Ligamenti koljenskog zgloba

Konvencionalno, svi stabilizatori nisu podijeljeni u dvije skupine, kako je prije bilo prihvaćeno, već u tri: pasivne, relativno pasivne i aktivne. Pasivni elementi stabilizacijskog sustava uključuju kosti, sinovijalnu kapsulu zgloba, relativno pasivni uključuju meniskuse, ligamente koljenskog zgloba, fibroznu kapsulu zgloba, a aktivni uključuju mišiće s njihovim tetivama.

Relativno pasivni elementi uključeni u stabilizaciju koljenskog zgloba uključuju one koji aktivno ne pomiču tibiju u odnosu na femur, ali imaju izravnu vezu s ligamentima i tetivama (na primjer, meniskusi) ili su sami ligamentarne strukture koje imaju izravnu ili neizravnu vezu s mišićima.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Funkcionalna anatomija kapsularno-ligamentnog aparata koljena

U zglobu do 90°. PCL dobiva ulogu sekundarnog stabilizatora za vanjsku rotaciju tibije pri 90° fleksije, ali igra manju ulogu pri punoj ekstenziji tibije. D. Veltry (1994.) također napominje da je PCL sekundarni stabilizator kod varus devijacije tibije.

BCL je primarni stabilizator valgus devijacije tibije. Također je primarni ograničavač vanjske rotacije tibije. Uloga BCL-a kao sekundarnog stabilizatora je ograničavanje prednjeg pomaka tibije. Dakle, s intaktnim ACL-om, transekcija BCL-a neće promijeniti prednju translaciju tibije. Međutim, nakon ozljede ACL-a i transekcije BCL-a, dolazi do značajnog povećanja patološkog pomaka tibije prema naprijed. Osim BCL-a, medijalni dio zglobne kapsule također donekle ograničava prednji pomak tibije.

MCL je primarni stabilizator varusne devijacije tibije i njezine unutarnje rotacije. Posterolateralni dio zglobne kapsule je sekundarni stabilizator.

Pričvršćivanje ligamenata koljenskog zgloba

Postoje dvije vrste pričvršćivanja: izravno i neizravno. Izravno tip karakterizira činjenica da većina kolagenih vlakana prodire izravno u kortikalnu kost na mjestu njihovog pričvršćivanja. Neizravno tip određuje se činjenicom da značajan broj kolagenih vlakana na ulazu nastavlja u periostalne i fascijalne strukture. Ova vrsta karakteristična je za značajna mjesta pričvršćivanja na kost. Primjer izravnog tipa je femoralno pričvršćivanje medijalnog kolateralnog ligamenta koljenskog zgloba, gdje se prijelaz fleksibilnog jakog ligamenta u krutu kortikalnu ploču provodi kroz četverostijene strukture, i to: ligamente koljenskog zgloba, nemineraliziranu vlaknastu hrskavicu, mineraliziranu vlaknastu hrskavicu, kortikalnu kost. Primjer različitih vrsta pričvršćivanja unutar jedne ligamentarne strukture je tibialno pričvršćivanje ACL-a. S jedne strane postoji veliko rašireno neizravno pričvršćivanje, gdje većina kolagenih vlakana nastavlja u periost, a s druge strane postoje i neka fibrohrskavična spoja s izravnim ulaskom kolagenih vlakana u kost.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Izometrija

Izometrija je održavanje konstantne duljine ligamenta koljenskog zgloba tijekom artikulacija. U zglobnom zglobu s rasponom pokreta od 135°, koncept izometrije izuzetno je važan za ispravno razumijevanje njegove biomehanike u normi i patologiji. U sagitalnoj ravnini, pokreti u koljenom zglobu mogu se okarakterizirati kao veza četiriju komponenti: dvaju križnih ligamenata i koštanih mostova između njihovih ishodišta. Najsloženiji raspored nalazi se u kolateralnim ligamentima, što je povezano s nedostatkom potpune izometrije tijekom artikulacija pod različitim kutovima fleksije u koljenom zglobu.

Križni ligamenti koljenskog zgloba

Križni ligamenti koljenskog zgloba opskrbljeni su krvlju iz medijalne arterije. Opću inervaciju osiguravaju živci poplitealnog pleksusa.

Prednji križni ligamenti koljenskog zgloba su vezivno tkivna traka (u prosjeku duga 32 mm, široka 9 mm) koja se proteže od stražnje medijalne površine lateralnog kondila femura do stražnje interkondilarne jame na tibiji. Normalni ACL ima kut nagiba od 27° pri 90° fleksije, rotacijska komponenta vlakana na mjestima pripoja na tibiji i femuru iznosi 110°, kut intrafascikularnog uvijanja kolagenih vlakana varira u rasponu od 23-25°. Pri punoj ekstenziji, vlakna ACL-a idu približno paralelno sa sagitalnom ravninom. Postoji blaga rotacija ligamenta koljenskog zgloba u odnosu na uzdužnu os, oblik tibijalnog ishodišta je ovalan, duži u anteroposteriornom smjeru nego u medijalno-lateralnom smjeru.

Stražnji križni ligament koljenskog zgloba je kraći, jači (prosječne duljine 30 mm) i polazi od medijalnog femoralnog kondila, oblik polazišta je polukružan. Dulji je u anteroposteriornom smjeru u svom proksimalnom dijelu i ima izgled zakrivljenog luka u distalnom dijelu na femuru. Visoki femoralni pripoj daje ligamentu gotovo vertikalni tok. Distalni pripoj PCL-a nalazi se izravno na stražnjoj površini proksimalnog kraja tibije.

ACL je podijeljen na uski, anteromedijalni snop, koji se isteže tijekom fleksije, i široki posterolateralni snop, koji ima napetost vlakana tijekom ekstenzije. VZKL je podijeljen na široki anterolateralni snop, koji se isteže tijekom fleksije noge, uski posteromedijalni snop, koji osjeća napetost tijekom ekstenzije, i meniskofemoralnu traku različitih oblika, koja je napeta tijekom fleksije.

Međutim, ovo je prilično uvjetna podjela snopova križnih ligamenata koljenskog zgloba u odnosu na njihovu napetost tijekom fleksije-ekstenzije, budući da je jasno da zbog njihovog bliskog funkcionalnog odnosa ne postoje apsolutno izometrijska vlakna. Posebno su značajni radovi niza autora o presječno-transverzalnoj anatomiji križnih ligamenata, koji su pokazali da je površina poprečnog presjeka PCL-a 1,5 puta veća od površine ICL-a (statistički pouzdani podaci dobiveni su u području femuralnog pripoja i u sredini ligamenta koljenskog zgloba). Površina poprečnog presjeka se ne mijenja tijekom pokreta. Površina poprečnog presjeka PCL-a povećava se od tibije do femura, a ICL-a, naprotiv, od femura do tibije. Meniskofemoralni ligamenti koljenskog zgloba čine 20% volumena stražnjeg križnog ligamenta koljenskog zgloba. PCL se dijeli na anterolateralni, posteromedijalni i meniskofemoralni dio. Impresionirani smo zaključcima ovih autora, jer su u skladu s našim razumijevanjem ovog problema, naime:

1. Rekonstruktivna kirurgija ne obnavlja trokomponentni kompleks PCL-a.
2. Anterolateralni snop PCL-a je dvostruko veći od posteromedijalnog i igra važnu ulogu u kinematici koljenskog zgloba.
3. Meniskofemoralni dio je uvijek prisutan, ima slične dimenzije presjeka kao posteromedijalni snop. Njegov položaj, veličina i čvrstoća igraju značajnu ulogu u kontroli posteriornog i posterolateralnog pomaka tibije u odnosu na femur.

Daljnju analizu funkcionalne anatomije koljenskog zgloba prikladnije je provesti identificiranjem anatomske regije, budući da postoji bliska funkcionalna veza između pasivnih (kapsula, kosti), relativno pasivnih (meniskusi, ligamenti koljenskog zgloba) i aktivnih komponenti stabilnosti (mišići).

[ 7 ]

Medijalni kapsularno-ligamentarni kompleks

U praktičnom smislu, prikladno je podijeliti anatomske strukture ovog dijela u tri sloja: duboki, srednji i površinski.

Najdublji treći sloj uključuje medijalnu kapsulu zgloba, tanku u prednjem dijelu. Nije dugačak, nalazi se ispod medijalnog meniskusa, što omogućuje njegovo jače pričvršćivanje na tibiju nego na femur. Srednji dio dubokog sloja predstavljen je dubokim listom medijalnog kolateralnog ligamenta koljenskog zgloba. Ovaj segment je podijeljen na meniskofemoralni i meniskotibijalni dio. U posteromedijalnom dijelu, srednji sloj (II) spaja se s dubljim (III). Ovo područje naziva se stražnji kosi ligament.

U ovom slučaju, jasno je vidljiva bliska fuzija pasivnih elemenata s relativno pasivnima, što govori o konvencionalnosti takve podjele, iako ona sadrži vrlo specifično biomehaničko značenje.

Meniskofemoralni dijelovi ligamenta koljenskog zgloba dalje unatrag postaju tanji i imaju najmanju napetost tijekom fleksije u zglobu. Ovo područje ojačava tetiva m. semimembranosus. Neka od vlakana tetive utkana su u kosi poplitealni ligament, koji poprečno prolazi od distalnog dijela medijske površine tibije do proksimalnog dijela lateralnog kondila femura u ravnom smjeru do stražnjeg dijela zglobne kapsule. Tetiva m. semimembranosus također daje vlakna anteriorno stražnjem kosom ligamentu i medijalnom meniskusu. Treći dio m. semimembranosusa izravno je pričvršćen za posteromedijalnu površinu tibije. U tim područjima kapsula je primjetno zadebljana. Druge dvije glave m. semimembranoznog ligamenta pričvršćuju se za medijalnu površinu tibije, prolazeći duboko (u odnosu na MCL) do sloja koji je spojen s m popliteus. Najjači dio sloja III je duboki listić MCL-a, koji ima vlakna orijentirana paralelno s vlaknima ACL-a pri punoj ekstenziji. Pri maksimalnoj fleksiji, insercija MCL-a se povlači prema naprijed, uzrokujući da ligament ide gotovo vertikalno (tj. okomito na tibijalnu visoravan). Ventralna insercija dubokog dijela MCL-a leži distalno i malo posteriorno od površinskog sloja MCL-a. Površinski listić MCL-a ide uzdužno u intermedijarnom sloju. Ostaje okomit na površinu tibijalne visoravni tijekom fleksije, ali se pomiče posteriorno kako se femur pomiče.

Dakle, vidljiva je jasna međusobna povezanost i međuovisnost aktivnosti različitih snopova ligamenta koljena. Dakle, u položaju fleksije, prednja vlakna ligamenta koljena su napeta, dok su stražnja vlakna opuštena. To nas je dovelo do zaključka da je kod konzervativnog liječenja ruptura ligamenta koljena, ovisno o lokalizaciji oštećenja ligamenta koljena, potrebno odabrati optimalni kut fleksije u zglobu koljena kako bi se maksimiziralo smanjenje dijastaze između poderanih vlakana. Kod kirurškog liječenja, šivanje ligamenta koljena u akutnom razdoblju također treba provesti, ako je moguće, uzimajući u obzir ove biomehaničke značajke ligamenta koljena.

Stražnji dijelovi II i III sloja zglobne čahure povezani su u stražnjem kosom ligamentu. Femoralno ishodište ovog ligamenta koljenskog zgloba leži na medijalnoj površini femura iza ishodišta površinskog listića BCL-a. Vlakna ligamenta koljenskog zgloba usmjerena su unatrag i prema dolje te su pričvršćena u području posteromedijalnog kuta zglobnog kraja tibije. Menisko-tibijalni dio ovog ligamenta koljenskog zgloba vrlo je važan u pričvršćivanju stražnjeg dijela meniskusa. Isto to područje je važno pričvršćenje m. semimembranosus.

Još uvijek ne postoji konsenzus o tome je li stražnji kosi ligament zasebni ligament ili je stražnji dio površinskog sloja prednjeg križnog ligamenta (BCL). U slučaju ozljede ACL-a, ovo područje koljenskog zgloba je sekundarni stabilizator.

Medijalni kolateralni ligamentni kompleks ograničava pretjeranu valgus devijaciju i vanjsku rotaciju tibije. Glavni aktivni stabilizator u ovom području su tetive mišića velike "guščje noge" (pes anserinus), koje pokrivaju MCL tijekom pune ekstenzije tibije. MCL (duboki dio) zajedno s ACL-om također ograničava prednje pomicanje tibije. Stražnji dio MCL-a, stražnji kosi ligament, jača posteromedijalni dio zgloba.

Najpovršniji sloj I sastoji se od nastavka duboke fascije bedra i tetivnog produžetka m. sartoriusa. U prednjem dijelu površinskog dijela BCL-a, vlakna slojeva I i II postaju neodvojiva. Dorzalno, gdje su slojevi II i III neodvojivi, tetive m. gracilis i m. scmitendinosus leže preko zgloba, između slojeva I i II. U stražnjem dijelu, zglobna kapsula je stanjuna i sastoji se od jednog sloja, s izuzetkom skrivenih diskretnih zadebljanja.

Lateralni kapsularno-ligamentarni kompleks

Lateralni dio zgloba također se sastoji od tri sloja ligamentnih struktura. Zglobna kapsula podijeljena je na prednji, srednji, stražnji dio, kao i meniskofemoralni i meniskotibijalni dio. U lateralnom dijelu zgloba nalazi se intrakapsularna tetiva m. popliteus, koja ide do perifernog pripoja lateralnog meniskusa i pričvršćena je na lateralni dio zglobne kapsule, ispred m. popliteusa nalazi se a. geniculare inferior. Postoji nekoliko zadebljanja najdubljeg sloja (III). MCL je gusti pramen uzdužnih kolagenih vlakana, koji slobodno leži između dva sloja. Ovaj ligament koljenskog zgloba nalazi se između fibule i lateralnog kondila femura. Femoralno ishodište MCL-a leži na ligamentu koji spaja ulaz tetive m. popliteus (distalni kraj) i početak lateralne glave m. gastrocnemius (proksimalni kraj). Malo posteriorno i najdublje nalazi se lg. arcuatum, koji polazi od glave fibule, ulazi u stražnju kapsulu blizu lg. obliquus popliteus. Tetiva m. popliteus funkcionira poput ligamenta. M. popliteus proizvodi unutarnju rotaciju tibije s povećanjem fleksije noge. To jest, on je više rotator noge nego fleksor ili ekstenzor. MCL je limitator patološke varus devijacije, unatoč činjenici da se opušta s fleksijom.

Površinski sloj (I) na lateralnoj strani nastavak je duboke fascije bedra, koja anterolateralno okružuje iliotibijalni trakt, a posterolateralno tetivu bicepsa femorisa. Međusloj (II) je patelarna tetiva, koja polazi od iliotibijalnog trakta i zglobne kapsule, prolazi medijalno i pripaja se na patelu. Iliotibijalni trakt pomaže MCL-u u lateralnoj stabilizaciji zgloba. Postoji bliska anatomska i funkcionalna veza između iliotibijalnog trakta i intermuskularnog septuma pri približavanju mjestu insercije na Gerdyjevom tuberkulu. Muller V. (1982.) je to označio kao anterolateralni tibiofemoralni ligament, koji igra ulogu sekundarnog stabilizatora, ograničavajući prednji pomak tibije.

Postoje i još četiri ligamentarne strukture: lateralni i medijalni meniskopatelarni ligamenti koljenskog zgloba, lateralni i medijalni patelofemoralni ligamenti koljenskog zgloba. Međutim, po našem mišljenju, ova podjela je vrlo uvjetna, budući da su ti elementi dio drugih anatomskih i funkcionalnih struktura.

Brojni autori razlikuju dio tetive m. popliteus kao ligamentnu strukturu lg. popliteo-fibulare, budući da ovaj ligament koljenskog zgloba zajedno s lg. arcuaium, MCL-om, m. popliteusom podržava PCL u kontroli stražnjeg pomaka tibije. Različite zglobne strukture, na primjer, masni jastučić, proksimalni tibiofibularni zglob, ovdje ne razmatramo, budući da nisu izravno povezane sa stabilizacijom zgloba, iako se ne isključuje njihova uloga kao određenih pasivnih stabilizacijskih elemenata.

Biomehanički aspekti razvoja kronične posttraumatske nestabilnosti koljena

Beskontaktne metode mjerenja pokreta zglobova tijekom biomehaničkog testiranja koristili su J. Perry D. Moynes, D. Antonelli (1984.).

Elektromagnetske uređaje za iste svrhe koristili su J. Sidles i suradnici (1988.). Predloženo je matematičko modeliranje za obradu informacija o kretanju u koljenskom zglobu.

Pokreti zglobova mogu se shvatiti kao različite kombinacije translacija i rotacija kontrolirane nekoliko mehanizama. Postoje četiri komponente koje utječu na stabilnost zgloba, pomažući u održavanju kontakta zglobnih površina jedna s drugom: pasivne strukture mekog tkiva, poput križnih i kolateralnih ligamenata koljenskog zgloba, meniskusa, koji djeluju ili izravno napenjanjem odgovarajućih tkiva, ograničavajući pokrete u tibiofemoralnom zglobu ili neizravno stvaranjem kompresivnog opterećenja na zglob; aktivne mišićne sile (aktivno-dinamičke komponente stabilizacije), poput trakcije kvadricepsa femorisa, mišića tetive koljena, čiji je mehanizam djelovanja povezan s ograničavanjem amplitude pokreta u zglobu i pretvaranjem jednog pokreta u drugi; vanjski utjecaj na zglob, poput momenata inercije koji nastaju tijekom kretanja; geometrija zglobnih površina (apsolutno pasivni elementi stabilnosti), koji ograničavaju pokrete u zglobu zbog podudarnosti zglobnih površina kostiju. Postoje tri translacijska stupnja slobode kretanja između tibije i femura, opisana kao anteroposteriorni, medijalno-lateralni i proksimalno-distalni; te tri rotacijska stupnja slobode kretanja, i to fleksija-ekstenzija, valgus-varus i vanjsko-unutarnja rotacija. Osim toga, postoji i takozvana automatska rotacija, koja je određena oblikom zglobnih površina u koljenskom zglobu. Dakle, kada je noga ispružena, dolazi do njezine vanjske rotacije, njezina amplituda je mala i u prosjeku iznosi 1°.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Stabilizacijska uloga ligamenata koljenskog zgloba

Brojne eksperimentalne studije omogućile su nam detaljnije proučavanje funkcije ligamenata. Korištena je metoda selektivnog sekcioniranja. To nam je omogućilo formuliranje koncepta primarnih i sekundarnih stabilizatora u normi i s oštećenjem ligamenata koljenskog zgloba. Sličan prijedlog objavili smo 1987. godine. Bit koncepta je sljedeća. Ligamentarna struktura koja pruža najveći otpor anteroposteriornoj dislokaciji (translaciji) i rotaciji koja se javlja pod utjecajem vanjske sile smatra se primarnim stabilizatorom. Elementi koji pružaju manji doprinos otporu pod vanjskim opterećenjem su sekundarni ograničavači (stabilizatori). Izolirano presjecanje primarnih stabilizatora dovodi do značajnog povećanja translacije i rotacije, što ova struktura ograničava. Pri presijecanju sekundarnih stabilizatora ne opaža se povećanje patološkog pomaka uz integritet primarnog stabilizatora. Kod sekcionog oštećenja sekundarnog i rupture primarnog stabilizatora dolazi do značajnijeg povećanja patološkog pomaka tibije u odnosu na femur. Ligament koljena može djelovati kao primarni stabilizator određenih translacija i rotacija, a istovremeno sekundarno ograničavati pokrete drugih zglobova. Na primjer, BCL je primarni stabilizator valgus devijacije tibije, ali također djeluje kao sekundarni ograničavač prednjeg pomaka tibije u odnosu na femur.

Prednji križni ligament koljenskog zgloba primarni je ograničavač prednjeg pomaka tibije pri svim kutovima fleksije u koljenskom zglobu, preuzimajući oko 80-85% otpora tom pokretu. Maksimalna vrijednost ovog ograničenja opaža se pri fleksiji od 30° u zglobu. Izolirano presijecanje prednjeg križnog ligamenta (ACL) dovodi do veće translacije na 30° nego na 90°. ACL također pruža primarno ograničenje medijalnog pomaka tibije pri punoj ekstenziji i fleksiji od 30° u zglobu. Sekundarna uloga ACL-a kao stabilizatora je ograničavanje rotacije tibije, posebno pri punoj ekstenziji, te predstavlja veće ograničenje unutarnje rotacije nego vanjske rotacije. Međutim, neki autori ističu da kod izoliranog oštećenja ACL-a dolazi do manje rotacijske nestabilnosti.

Po našem mišljenju, to je zbog činjenice da su i ACL i PCL elementi središnje osi zgloba. Veličina sile poluge za ACL na rotaciju tibije izuzetno je mala, a za PCL praktički ne postoji. Stoga je utjecaj na ograničenje rotacijskih pokreta od strane križnih ligamenata minimalan. Izolirano presjecanje ACL-a i posterolateralnih struktura (tetive m. popliteus, MCL, lg. popliteo-fibulare) dovodi do povećanja prednjeg i stražnjeg pomaka tibije, varus devijacije i unutarnje rotacije.

Komponente aktivne dinamičke stabilizacije

U studijama posvećenim ovoj problematici, više se pozornosti posvećuje utjecaju mišića na pasivne ligamentarne elemente stabilizacije pomoću napetosti ili opuštanja pod određenim kutovima fleksije u zglobu. Dakle, mišić kvadricepsa bedra ima najveći učinak na križne ligamente koljenskog zgloba kada je potkoljenica flektirana od 10 do 70°. Aktivacija mišića kvadricepsa bedra dovodi do povećanja napetosti prednjeg križnog ligamenta (ACL). Naprotiv, napetost zdjeličnog križnog ligamenta (PCL) se smanjuje. Mišići stražnje skupine bedra (hamstring) donekle smanjuju napetost ACL-a kada su flektirani više od 70°.

Radi dosljednosti u prezentaciji gradiva, ukratko ćemo ponoviti neke od podataka koje smo detaljno obradili u prethodnim odjeljcima.

Stabilizacijska funkcija kapsulartikularnih struktura i periartikularnih mišića bit će detaljnije objašnjena nešto kasnije.

Koji mehanizmi osiguravaju stabilnost tako složeno organiziranog sustava u statici i dinamici?

Na prvi pogled, sile koje ovdje djeluju međusobno se uravnotežuju u frontalnoj ravnini (valgus-varus) i sagitalnoj (anteriorni i posteriorni pomak). U stvarnosti, program stabilizacije koljenskog zgloba je mnogo dublji i temelji se na konceptu torzije, tj. mehanizam njegove stabilizacije temelji se na spiralnom modelu. Dakle, unutarnju rotaciju tibije prati njezina valgusna devijacija. Vanjska zglobna površina pomiče se više od unutarnje. Započinjući pokret, kondili klize u smjeru osi rotacije u prvim stupnjevima fleksije. U fleksijskom položaju s valgus devijacijom i vanjskom rotacijom tibije, koljenski zglob je mnogo manje stabilan nego u fleksijskom položaju s varus devijacijom i unutarnjom rotacijom.

Da bismo to razumjeli, razmotrimo oblik zglobnih površina i uvjete mehaničkog opterećenja u tri ravnine.

Oblici zglobnih površina femura i tibije su diskongruentni, odnosno konveksnost prve je veća od konkavnosti druge. Meniskusi ih čine kongruentnima. Kao rezultat toga, zapravo postoje dva zgloba - meniskofemoralni i mezikotibijalni. Tijekom fleksije i ekstenzije u meniskofemoralnom dijelu koljenskog zgloba, gornja površina meniskusa dolazi u kontakt sa stražnjom i donjom površinom femoralnih kondila. Njihova konfiguracija je takva da stražnja površina tvori luk od 120° s polumjerom od 5 cm, a donja površina - 40° s polumjerom od 9 cm, odnosno postoje dva središta rotacije i tijekom fleksije jedno zamjenjuje drugo. U stvarnosti, kondili se uvijaju u obliku spirale i polumjer zakrivljenosti stalno se povećava u posteroanteriornom smjeru, a prethodno imenovana središta rotacije odgovaraju samo krajnjim točkama krivulje duž koje se središte rotacije kreće tijekom fleksije i ekstenzije. Lateralni ligamenti koljenskog zgloba nastaju na mjestima koja odgovaraju središtima njegove rotacije. Kako se koljenski zglob isteže, ligamenti koljenskog zgloba se istežu.

U menisko-femoralnom dijelu koljenskog zgloba događa se fleksija i ekstenzija, a u menisko-tibijalnom dijelu koji tvore donje površine meniskusa i zglobne površine tibije događa se rotacijski pokreti oko uzdužne osi. Potonji su mogući samo kada je zglob savijen.

Tijekom fleksije i ekstenzije, meniskusi se također pomiču u anteroposteriornom smjeru duž zglobnih površina tibije: tijekom fleksije, meniskusi se pomiču unatrag zajedno s femurnom kosti, a tijekom ekstenzije, pomiču se unatrag, tj. menisko-tibijalni zglob je pokretan. Pomicanje meniskusa u anteroposteriornom smjeru uzrokovano je pritiskom kondila femura i pasivno je. Međutim, trakcija na tetive semimembranozusa i poplitealnih mišića uzrokuje dio njihovog pomicanja unatrag.

Dakle, može se zaključiti da su zglobne površine koljenskog zgloba nekongruentne, ojačane su kapsularno-ligamentnim elementima, koji su, kada su opterećeni, podložni silama usmjerenim u tri međusobno okomite ravnine.

Središnja osovina koljenskog zgloba, koja osigurava njegovu stabilnost, su križni ligamenti koljenskog zgloba, koji se međusobno nadopunjuju.

Prednji križni ligament polazi od medijalne površine lateralnog kondila femura i završava u prednjem dijelu interkondilarne eminence. Ima tri snopa: posterolateralni, anterolateralni i intermedijarni. Pri fleksiji od 30° prednja vlakna su napetija od stražnjih vlakana, pri 90° su podjednako napeta, a pri 120' stražnja i lateralna vlakna su napetija od prednjih vlakana. Pri punoj ekstenziji s vanjskom ili unutarnjom rotacijom tibije, sva vlakna su također napeta. Pri 30° s unutarnjom rotacijom tibije, anterolateralna vlakna su napeta, a posterolateralna vlakna su opuštena. Os rotacije prednjeg križnog ligamenta koljenskog zgloba nalazi se u posterolateralnom dijelu.

Stražnji križni ligament potiče na vanjskoj površini medijalnog kondila femura i završava u stražnjem dijelu interkondilarne eminencije tibije. Ima četiri snopa: anteromedijalni, posterolateralni, meniskofemoralni (Wrisbcrg) i snažno usmjeren prema naprijed, ili Humphreyjev ligament. U frontalnoj ravnini orijentiran je pod kutom od 52-59°; u sagitalnoj - 44-59°. Takva varijabilnost posljedica je činjenice da obavlja dvostruku ulogu: tijekom fleksije se istežu prednja vlakna, a tijekom ekstenzije stražnja vlakna. Osim toga, stražnja vlakna sudjeluju u pasivnom suzbijanju rotacije u horizontalnoj ravnini.

Kod valgusne devijacije i vanjske rotacije tibije, prednji križni ligament ograničava prednje pomicanje medijalnog dijela tibijalne visoravni, a stražnji križni ligament ograničava stražnje pomicanje njezina lateralnog dijela. Kod valgusne devijacije i unutarnje rotacije tibije, stražnji križni ligament ograničava stražnje pomicanje medijalnog dijela tibijalne visoravni, a prednji križni ligament ograničava prednju dislokaciju medijalnog dijela.

Pri naprezanju mišića fleksora i ekstenzora potkoljenice mijenja se napetost prednjeg križnog ligamenta koljenskog zgloba. Tako se, prema P. Renstromu i SW Armsu (1986.), pri pasivnoj fleksiji od 0 do 75° napetost ligamenta koljenskog zgloba ne mijenja, pri izometrijskoj napetosti ishiokruralnih mišića smanjuje se prednji pomak tibije (maksimalni učinak je između 30 i 60°), izometrijsku i dinamičku napetost mišića kvadricepsa prati napetost ligamenta koljenskog zgloba obično od 0 do 30° fleksije, istovremena napetost fleksora i ekstenzora potkoljenice ne povećava njegovu napetost pri kutu fleksije manjem od 45°.

Na periferiji je koljenski zglob ograničen kapsulom sa svojim zadebljanjima i ligamentima, koji su pasivni stabilizatori koji se suprotstavljaju prekomjernom pomicanju tibije u anteroposteriornom smjeru, njezinom prekomjernom odstupanju i rotaciji u raznim položajima.

Medijalni lateralni ili tibijalni kolateralni ligament sastoji se od dva snopa: jedan je površinski, smješten između tuberkula femoralnog kondila i unutarnje površine tibije, a drugi je duboki, širi, koji se proteže ispred i iza površinske fascije. Stražnja i kosa duboka vlakna ovog ligamenta koljenskog zgloba rastežu se tijekom fleksije od kuta od 90° do pune ekstenzije. Tibijalni kolateralni ligament čuva potkoljenicu od pretjerane valgusne devijacije i vanjske rotacije.

Iza tibijalnog kolateralnog ligamenta koljenskog zgloba nalazi se koncentracija vlakana koja se naziva postero-unutarnja fibro-tetivna jezgra (noyau fibro-tendineux-postero-interne) ili postero-unutarnja kutna točka (point d'angle postero-inteme).

Lateralni kolateralni ligament ili fibularni kolateralni ligament klasificira se kao ekstraartikularni. Potječe od tuberkula lateralnog kondila femura i pričvršćuje se na glavu fibule. Funkcija ovog ligamenta koljenskog zgloba je sprječavanje pretjerane varusne devijacije potkoljenice i unutarnje rotacije.

Straga se nalazi fabelofibularni ligament, koji polazi od fabele i pričvršćuje se za glavu fibule.

Između ova dva ligamenta nalazi se postero-vanjska fibro-tetivna jezgra (noyau fibro-tendmeux-postero-externe) ili postero-unutarnja kutna točka (point d'angle postero-externe), nastala pričvršćenjem tetive poplitealnog mišića i najvanjskih vlakana zadebljanja kapsule (vanjski luk poplitealnog luka ili ligamenti koljenskog zgloba).

Stražnji ligament igra važnu ulogu u ograničavanju pasivne ekstenzije. Sastoji se od tri dijela: srednjeg i dva bočna. Srednji dio povezan je s ekstenzijom kosog poplitealnog ligamenta koljenskog zgloba i završnim vlaknima semimembranoznog mišića. Prelazeći na poplitealni mišić, luk poplitealnog ligamenta koljenskog zgloba sa svoja dva snopa nadopunjuje stražnje medijalne strukture. Ovaj luk jača kapsulu samo u 13% slučajeva (prema Leebacheru), a fabelofibularni ligament - u 20%. Postoji obrnut odnos između važnosti ovih nepostojanih ligamenata.

Križni ligamenti koljenskog zgloba, ili patelarna retinakula, tvore mnoštvo kapsularno-ligamentoznih struktura - femoropatelarna, kosa i križna vlakna vanjskog i unutarnjeg vastus femorisa, kosa vlakna široke fascije bedra i aponeuroza sartorius mišića. Varijabilnost smjera vlakana i bliska povezanost s okolnim mišićima, koji ih mogu istegnuti kada se kontrahiraju, objašnjavaju sposobnost tih struktura da obavljaju funkciju aktivnih i pasivnih stabilizatora, slično križnim i kolateralnim ligamentima.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Anatomske osnove rotacijske stabilnosti koljena

Fibro-tetivne periartikularne jezgre (les noyaux fibro-tendineux peri-articulaires) između zona zadebljanja zglobne kapsule predstavljene su ligamentima, među kojima se razlikuju četiri fibro-tetivne jezgre, drugim riječima, razlikuju se različiti dijelovi kapsule i aktivni mišićno-tetivni elementi. Četiri fibro-tetivne jezgre podijeljene su na dvije prednje i dvije stražnje.

Prednja medijalna fibro-tetivna jezgra nalazi se ispred tibijalnog kolateralnog ligamenta koljenskog zgloba i uključuje vlakna njegovog dubokog snopa, femoropatelarne i medijalne meniskopatelarne ligamente; tetivu sartorius mišića, gracilis mišića, kosi dio tetive semimembranoznog mišića, kosa i vertikalna vlakna tetivnog dijela vastus femorisa.

Posteromedijalna fibrotendinozna jezgra nalazi se iza površinskog snopa tibijalnog kolateralnog ligamenta koljenskog zgloba. U tom prostoru razlikuju se duboki snop spomenutog ligamenta koljenskog zgloba, kosi snop koji dolazi iz kondila, pripoj unutarnje glave gastroknemijusnog mišića te izravni i rekurentni snop tetive semimembranoznog mišića.

Anterolateralna fibrotendinozna jezgra nalazi se ispred fibularnog kolateralnog ligamenta i obuhvaća zglobnu kapsulu, femoropatelarni i lateralni meniskopatelarni ligament koljenskog zgloba te kosu i vertikalnu vlakna mišića tenzor fascie late.

Posterolateralna fibrotendinozna jezgra nalazi se iza peronealnog kolateralnog ligamenta koljenskog zgloba. Sastoji se od poplitealne tetive, fabeloperonealne tetive, najpovršnijih vlakana koja dolaze iz kondila s vlaknima vanjskog dijela (luka) poplitealnog luka (ligamenta koljenskog zgloba), pripoja lateralne glave gastroknemijusnog mišića i tetive bicepsa femorisa.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]