专栏 郭志坚│物理分析髌股关节磨损

上几期不断讨论髌股关节磨损压力问题，今期用的物理学角度，深入分析，首先看看关节活动时，在同－外力下，关节面的接触面积大小与受力关系。众所皆知，较大的面积比较小的面积更容易消散同样的压力，换言之，同样的压力，施加在较大表面积上的平均压力比施加在较小表面积上的平均压力小，自然磨损程度也小。

举个例子，用锤仔或用刀攻击带来的伤害性分别，锤仔的表面很大，当它直打到肚腹时，会造成损伤，但如果用刀以同样的力量直击肚腩，尖刀的表面积较小，带来更深入性的伤害，同样汽车的轮胎，越重型巨大的车，轮胎便越粗越阔，以便承托更大的重量而安全行驶。所以可以看到，较小的表面积难以分散应力，而较大的表面积相对更易于分散应力。基于这一规律，膝关节表面有着较大接触面积时，可以更方便消散相同的应力，减少磨擦撞击而损伤。

在运动过程中，髌股关节之间可用来消散力的表面积大小是变化莫测的，这取决于膝关节屈曲的程度，而且会受到它周边自己的问题，和上下关节的影响，因为膝关节的髌骨活动轨迹会受到足关节、踝关节和髋关节问题的影响。

髌骨后面的设计，其实有内外侧二个斜斜地的关节面，与股骨（大腿骨）前面的二个斜面的坑道相配合，形成髌股关节的轨迹。当膝关节完全伸直时，实际上髌骨和股骨之间表面是没有接触的，当我们开始屈曲膝关节时，在初期屈曲20度的过程中，髌骨开始与股骨接上轨道，这种接触最先开始于股骨外侧面和髌骨外侧面之间，但是屈膝30°时，这种接触就非常均匀的分布在两侧髌股骨关节面，所以如果髌骨有外移问题，接触面便不能均匀分布在二个内外侧面，自然面积减少，应力摩擦力自然以倍数增加，磨损问题便出现，自然不顺增痛，又是OA退化性关节炎啦。郭志坚

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