طراحي و ساخت وسيله آزمايشگاهي جهت بررسي اثر پيچش استخوان تيبيا بر روي سطح تماس و فشار وارد بر مفصل تيبيوفمورال زانوي جسد در حالت ايستاده

To Design and Make a Mechanical System for Clinical Studying on Rotational Deformities of Tibia Affecting the Tibiofemoral Contact Pressure under Standing Position Loading of Human Cadavers

هدف از انجام اين مطالعه، مقايسه سطح تماس و فشار وارده بر مفصل تيبيوفمورال در حين اعمال پيچش هاي داخلي و خارجي استخوان تيبيا است. براي اين منظور استخوان تيبياي پاي سالم جسد 5 مرد تازه يخ زده با روش استيوتومي از 40 درجه داخلي تا 40 درجه خارجي در گام هاي 10 درجه پيچش يافته؛ سپس در هر مرحله با استفاده از سيستم مكانيكي طراحي شد. به منظور شبيه سازي موقعيت استاتيك انسان ايستاده بر روي 2 پا، مفصل تيبيوفمورال هر پا به طور جداگانه در حالت فول اكستنشن زانو، تحت بارگذاري 400 نيوتن در امتداد محور طولي پا قرار گرفت. سطح تماس و مقدار متوسط و بيشينه فشار وارد بر مفصل تيبيوفمورال با استفاده از فيلم هاي Fujifilm prescale اندازه گيري شد. نتايج نشان دادند كه سطح تماس ها در حين دوران ها تغيير چنداني نكرده است. فشار وارد بر كمپارتمنت مياني مفصل تيبيوفمورال، به طور قابل ملاحظه اي در پيچش هاي خارجي افزايش و در پيچش هاي داخلي، كاهش يافت. فشار وارد بر كمپارتمنت جانبي مفصل تيبيوفمورال در حين پيچش هاي خارجي و داخلي، تغيير محسوسي نداشت. تغيير فشار اعمال شده بر بخش مياني تيبيوفمورال در موقعيت هاي پيچشي مختلف استخوان تيبيا، مي‌تواند در تغيير سرعت گسترش آرتروز زانو و به خصوص در افراد دچار اُستيوآرتريت يك طرفه مياني زانو بسيار موثر باشد.

The aim of this study was to compare the contact area and pressure within medial and lateral compartments of tibiofemoral joint during internal and external rotational deformities of tibia bone. Methods: five lower extremities of fresh frozen human cadavers were tested by using a mechanical system was designed for the first time in IRAN to simulate the static position loading of standing on two legs in full extension knee under 400N loading along the longitudinal axis of each foot. The contact area and pressure were measured by FUJIfilm Prescale films under axial loading in neutral rotation and serial mal-rotations of tibia from 40 degrees external to 40 degrees internal mal-rotations in 10 degrees increments by tibial osteotomy. Results: contact area and lateral compartment contact pressure was not significantly affected by mal-rotations. Medial compartment contact pressure increased with external and decreased with internal mal-rotations. Changing the medial compartment contact pressure of tibiofemoral joint in various rotational alignments of tibia can be very effective in rapid growth of knee osteoarthritis symptoms specially in people with unilateral medial knee osteoarthritis.