Biomehanika koljenoga zgloba

Koljeni zglob je najveći i najsloženiji zglob u ljudskom tijelu koji ima važnu biološku i biomehaničku ulogu. U kontekstu njegove biomehaničke uloge, koljeni zglob nudi širok raspon pokreta pritom zadržavajući veliki otpor na djelovanje vanjskog opterećenja. Vanjsko opterećenje kao rezultat svakodnevnih aktivnosti se u koljenom zglobu prenosi preko bedrenih zglavaca na goljenične ploče. Najveći utjecaj na otpornost vanjskom opterećenju imaju aktivni i pasivni stabilizatori. Ti stabilizatori su elestične, vlačno opterećene strukture, a čine ih sveze, tetive i mišići. Kosti se smatraju neelastičnim strukturama te su pod utjecajem tlačnog opterećenja. Da bi se moglo opisati gibanje koljenog zgloba, potrebno je poznavati ravnine unutar kojih se to gibanje odvija: središnja (medijalna ili sagitalna) ravnina, čeona (frontalna ili koronarna) te poprečna, (vodoravna ili transverzalna) ravnina. Primarno gibanje u koljenom zglobu je rotacijsko gibanje bedreno – goljeničnog zgloba u čeonoj ravnini, poznatije kao ispružanje i savijanje (ekstenzija i fleksija). Radi lakšeg razumijevanja fizike, točnije kinematike bedreno – goljeničnog zgloba taj se zglob pojednostavljeno promatra kao cilindrični zglob u čeonoj ravnini. Općenito, gibanje bedreno – goljeničnog zgloba može biti opisano kroz šest stupnjeva slobode gibanja, tri rotacije i tri translacije, prikazane u kliničkom koordinatnom sustavu prikazano na Slici 1.

                   Slika 1. Gibanje koljenoga zgloba (slika je autorsko pravo autorice teksta)

Biomehanika koljenog zgloba je prilično jednostavna za određivanje vrste pokreta, međutim funkcije koje opisuju biomehaniku određenog pokreta su složene. Razlog tome je taj što svaki pokret mora istovremeno osiguravati mobilnost tijela, ali, s druge strane, i stabilnost. Primjerice, mehanizam savijanja koljena je primjer složenog gibanja. Tu složenost opisuje različita gibanja poput kotrljanja i klizanja preko bedrenih zglavaca i preko goljeničnih ploča. Kada bi se koljeni zglob samo kotrljao preko ploča goljenice, zglob bi se pomisao prema unatrag (posteriorno) prije potpunog savijanja jer bi goljenična ploča bila prekratka. S druge strane, kada bi samo postojalo klizanje najveći stupanj slobode savijanja bio bi manji od 140° što bi znatno otežalo izvođenje određenih aktivnosti. Zaključno, treba biti svjestan složenosti pokreta koljenog zgloba i svako od tih gibanja potrebno je opisati jednadžbama koje ovise jedna o drugoj, s ciljem boljeg razumijevanja fizike koja je prisutna u koljenog zglobu.

Izradila:

Dr.sc. Petra Bonačić Bartolin, mag.ing.mech.

Reference

[1] Petra Bonačić Bartolin, Numerical and experimental modeling of anterior cruciate ligament biomechanical implant support of knee joint, Doctoral thesis, 2021.
[2] M. Nordin and V. H. Frankel, Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System, no. v. 1. Lea & Febiger, 1989.
[3] M. Bundy and A. Leaver, ‘Chapter 5 – Musculoskeletal injury’, in A Guide to Sports and Injury Management, M. Bundy and A. Leaver, Eds. Edinburgh: Churchill Livingstone, 2010, pp. 77–102.
[4] Scheffler, ‘The cruciate ligaments: Anatomy, biology, and biomechanics’, in The Knee Joint: Surgical Techniques and Strategies, M. Bonnin, A. Amendola, J. Bellemans, S. MacDonald, and J. Ménétrey, Eds. Paris: Springer, 2012, pp. 11–21.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Enquire now

Give us a call or fill in the form below and we will contact you. We endeavor to answer all inquiries within 24 hours on business days.