Біомеханічне обґрунтування розвитку та прогресування структурних змін у травмованому хрящі колінного суглоба

Під час хірургічних артроскопічних втручань після травм колінного суглоба часто спостерігаються структурні зміни суглобового хряща у вигляді ділянок розм’якшення хряща з його флюктуацією. Це викликано швидкою втратою води матриксом колагену і відшаруванням хряща від субхондральної кістки. На основі імітаційного моделювання методом кінцевих елементів вивчені механізми руйнування суглобового хряща колінного суглоба в умовах гострої травми і при подальшому функціональному навантаженні. На моделі суглобового хряща виростків стегна сформована ослаблена ділянка діаметром 10 мм, в якій механічні властивості зменшені у 2 рази для імітації ділянки ушкодження. Максимальні показники напружень на хрящі виникають на кордоні переходу різних механічних властивостей і на суглобовій поверхні перевищують показники інтактних ділянок в 6,9 раза, а на субхондральній поверхні — в 4,2 раза. Концентрація напружень зосереджена в зоні переходу властивостей на інтактній ділянці хряща, тоді як на пошкодженій ділянці з ослабленими властивостями напруження значно менші, хоча також розташовані на кордоні різних властивостей. Максимальні показники деформацій локалізуються на ділянці травмованого суглобового хряща зі зміненими механічними властивостями. У зв’язку з цим на кордоні переходу механічних властивостей интактного і пошкодженого хряща може з’явитися вдавлена тріщина з подальшим поширенням зони руйнування хряща. Більш значна шкідлива дія відбувається на переході механічних властивостей з боку інтактної зони, ніж зони пошкодження. Місце переходу інтактної хрящової тканини в ослаблену внаслідок травми стає концентратором напружень і місцем подальшого прогресуючого руйнування суглобового хряща при циклічних навантаженнях, з поширенням зони пошкодження.