تحقیق مقاله بررسی عوامل آناتومیک و بیومکانیکی موثر در ایجاد اختلالات مفصل زانو و معرفی وسایل کمکی مربوطه جهت بهبود بیماری مفصل زانو

مقدمه

میاسای زآموختن یک زمان                      به دانش میفکن دل اندرگمان

زانو، بزرگترین و پیچیده ترین مفصل در بدن است، از مفصلهای لولایی است. این ساختمان دو مفصلی بوده و از مفصل تیبیوفمورال و پتلوفمورال تشکیل شده است و بدین خاطر تحت عنوان مجموعه زانو مورد مطالعه قرار گرفته اند.

مجموعه زانو با فلکسیون واکستانسیون، موجب کوتاه و طویل شدن عملکردی اندام تحتانی می شود. این مجموعه در حین حال که امکان حرکت و طویل و کوتاه شدن اندام را فراهم می آورد، باید وزن بدن را تحمل کرده و در حین فعالیتهای استاتیک و دینامیک از ثبات کافی برخوردار باشد. در این مفصل به اندازه‌ای حرکت اهمیت دارد، ثبات نیز مهم است و ساختمان پیچیده این مفصل باعث شده است که هر دو ویژگی در حد بسیار ایده آل فراهم شوند.

مفصل زانو در معرض نیروهای مختلفی قرار دارد، به طوری که این نیروها به لیگامانها و بافت نرم اطراف آن وارد می شوند. وقتی نیروهای خارجی وارده به مفصل زانویی که تحمل وزن می کند، بیشتر از نیروهای مقاومت بافتهای اطراف زانو شود، مفصل زانو در معرض آسیب دیدگی قرار می گیرد، معمولاً به دنبال آسیب دیدگیهای زانو، تجویز وسایل کمکی بخش مهمی از برنامه توانبخشی به حساب می آید.

نظر به اینکه آشنایی کافی با آناتومی، بیومکانیک و ثبات زانو در ارزیابی، تشخیص، درمان پزشکی و توانبخشی مشکلات و پاتولوژیهای زانو ضروری است، لذا در این مجموعه با بررسی عوامل آناتومیک و بیومکانیکی که در ایجاد اختلالات مفصل زانو دخالت دارند سعی بر این داریم تا علاوه بر ارزیابی هر یک از بیماریها و اختلالات ذکر شده وسایل کمکی مربوطه را نیز مورد بررسی قرار دهیم و همچنین مزایای هر یک از این وسایل و تأثیر آنها بر روی درمان بیماریها نیز بررسی خواهد شد، و امید است این مجموعه، مورد استفاده دانش پژوهان عزیز قرار گیرد.

مروری بر بررسی‌ها

کاربرد ارتزهای زانو در جراحتهای ورزشی و تصادفات شایع می باشد. براساس یک برآورد در سال 1994، استفاده 989000 نفر از افراد از ارتزهای زانو در بین جمعیت استفاده کننده از وسایل کمکی به عنوان دومین رتبه بعد از استفاده کننده ها از ارتزهای ستون فقرات منصوب شدند.

بیشترین جمعیت استفاده کننده از ارتزهای زانو در بین جمعیت جوانان می باشد. 70% ارتزهای زانو توسط افراد 44 ساله و جوانتر مورد استفاده واقع شده است.

در اواخر دهه 1960، ارتزهای زانو بر انواع KAFO محدود شده بودند که برای تغییرات شدید و زانوهای فلج طراحی شده بودند.

در اوایل دهه 1970، نخستین ارتز پیشرفته عملکردی زانو توسط Nicholas و Castiglia طراحی شد. بیشتر ارتزهای عملکردی زانو بعد از آن ساخته شدند.

متاسفانه مطالعات کمی در مورد اثبات تأثیر ارتزهای زانو در بین ورزشکاران صورت گرفته است. بیشتر این تحقیقات در مورد حداقل نیروهایی که قابل مقایسه با اعمال نیروهای زیاد در مسابقات ورزشی نمی باشد، صورت گرفته است.

به طور هماهنگ تأثیر ارتزهای زانو مورد رسیدگی واقع نشده است، بنابراین تجویز یک ارتز اغلب بصورت تجربی صورت می گیرد.

ولی اکنون به علت تنوع ارتزها و کاربردهای متنوع آنها، تاثیرات آنها مورد رسیدگی واقع شده است. به طوری که می توان در این مجموعه ارتزهای زانو را در هفت رده دسته بندی کرد که شامل:

1. Patellar               2. Prophylactic                        3. Postoperative or Rehabilitative

4. Functional          5. Valgus Control                   6. Orthoses For Osteoarthritis (Unloader)                  7. Other

فصل اول

 آناتومی و بیومکانیک مفصل زانو

آناتومی و بیومکانیک مفصل پتلوفمورال[1]

مفصل پتلوفمورال در بین کلیه مفاصل بدن، از کمترین میزان تطابق[2] برخوردار است و شامل سطح خلفی پتلا و شیار بین کندیلی واقع در سطح قدامی انتهای استخوان فمور می باشد (تصویر1-1).

(تصویر در فایل اصلی موجود است)

تصویر 1-1 سطوح مفصلی خلف پتلا و   قدام فمور

استخوان پتلا، یک استخوان سزاموئید[3] مثلثی شکل می باشد که قاعده آن در بالا و نوک تیز آن در پایین قرار دارد، و تاندون آن با تاندون عضله کوادری سپس[4] یکی می‌شود. ابعاد این استخوان در افراد مختلف، کمی متفاوت است بطوریکه عرض آن از 51 تا 57 میلی متر و طول آن از 47 تا 58 میلی متر، متغیر است. سطح خلفی استخوان پتلا با لایه ضخیمی از غضروف هیالین[5] پوشیده شده است. در قسمت فوقانی این سطح خلفی، یک ستیغ عمودی وجود دارد که این سطح را به دو سطح مفصل داخلی و خارجی تقسیم می کند (تصویر 2-1). علاوه بر این ستیغ، یک ستیغ عمودی دیگر سطح مفصل داخلی را از Oddfacet جدا می کند. Oddfacet در هنگام فلکسیون[6] کامل زانو، با کندیل داخلی استخوان فمور مفصل می شود.

تصویر 2-1. سطح مفصلی پتلا، توسط یک سنیغ عمودی به دو سطح داخلی و خارجی تقسیم شده است. به oddfacet در سطح داخلی پتلا توجه کنید.

(تصویر در فایل اصلی موجود است)

یکی دیگر از سطوح مفصلی پتلوفمورال، شیاری است که در قسمت انتهای تحتانی استخوان فمور قرار دارد و دو کندیل داخلی و خارجی استخوان فمور را از هم جدا می کند (تصویر 3-1). ستیغ عمودی سطح خلفی استخوان پتلا، با این شیار بین کندیلی استخوان فمور، مفصل می شود. برجستگی بیشتر کندیل خارجی فمور نسبت به کندیل داخلی، باعث شده که جابجایی پتلا به سمت خارج، کمتر اتفاق بیافتد.

(تصویر در فایل اصلی موجود است)

تصویر 3-1. شیار بین کندیلی استخوان فمور که کندیلهای داخلی و خارجی را از هم جدا کرده و با ستیغ عمودی پتلا مفصل می شود.

توده‌عضلانی ناحیه زانو که از آن به عنوان مکانیسم اکستانسور[7] نیز نام برده می‌شود، از عضله کوادری سپس تشکیل شده که خود شامل چهار عضله رکتوس فموریس[8]، وستوس اینترمدیوس[9] و واستوس لترالیس[10] و وستوس مدیالیس[11] می باشد (تصویر4-1). عمل این عضله در طول gait، اکستانسیون زانو و ثبات و کنترل آن از طریق انقباض Eccentric می باشد. چهار قسمت عضله کوادری سپس در قسمت تحتانی[12] بهم نزدیک شده، تاندون کوادری سپس رامی سازند که این تاندون با تاندون پتلا یکی شده در نهایت به تکمه استخوان تیبیا[13] متصل می شود.

(تصویر در فایل اصلی موجود است)

تصویر 4-1. قسمتهای مختلف مکانیسم اکستانسوری زانو.

الیافی از عضلات وستوس مدیالیس و وستوس لترالیس تحت زوایای مختلف به قسمت داخلی و

خارجی استخوان پتلا متصل می شود (تصویر 5-1). که این زاویه در الیاف عضله وستوس مدیالیس مایل[14] بیشتر و در حدود 65 درجه می باشد. این عضلات نقش مهمی در وضعیت استاتیک و دینامیک و ثبات داخلی- خارجی استخوان پتلا ایفا می کنند.

(تصویر در فایل اصلی موجود است)

تصویر 5-1. یک شکل شماتیک از زوایای اتصال عضلات مکانیسم اکستانسوری به پتلا.

پتلا همانند یک قرقره عمل می کند، به این صورت که باعث افزایش بازوی اهرمی عضله کوادری سپس و در نتیجه خط کشش این عضله شده و مزیت مکانیکی آن به عنوان یک عضله اکستانسور زانو بیشتر می شود. اهمیت این موضوع به حدی است که گفته می شود در موارد برداشتن استخوان پتلا[15]، نیروی گشتاوری عضله کوادری سپس تا 30% و حتی بیشتر کاهش می یابد. پتلا همچنین نیروهای فشاری وارد بر استخوان فمور را جذب کرده و از اصطکاک بین فمور و تاندون عضله کوادری سپس جلوگیری می کند. برای اینکه پتلا بتواند نقش خود را به خوبی ایفا کند، باید بتواند بخوبی در شیار بین کندیلی بلغزد. عوامل استاتیک و دینامیک مختلفی در این زمینه دخالت دارند.

تفاوت در شکل و اندازه سطوح مفصلی پتلوفمورال (تصویر A6-1) و عمق شیار بین کندیلی (تصویر B6-1 از آن به عنوان زاویه Sulcus نام برده شده است)، بر میزان ثبات و لغزش پتلا در این شیار تأثیر می گذارد.

همانطور که در تصویر A6-1 نشان داده شده، شش نوع تصویر مختلف از پتلا وجود دارد. در نوع اول سطوح مفصلی تقعر نسبتاً یکسانی دارند در حالیکه نوع دوم سطح مفصلی داخلی تقعر کمتری دارد. در طبقه بندیهای دیگری که از استخوان پتلا به عمل آمده این استخوان از لحاظ شیب

(تصویر در فایل اصلی موجود است)

تصویر 6-1. تفاوت در سطوح مفصلی که می تواند در توزیع نیروهای وارده به مفصل پتلوفمورال مؤثر باشد. A). شش حالت مختلف از پتلا با عمق و شیار متفاوت. B). عمق شیار بین کندیلی، میزان تماس پتلا و فمور را مشخص می کند.

سطوح مفصلی و عمق ستیغ مرکزی، تقسیم بندی شده است. این اختلاف در شیب سطوح مفصلی و عمق ستیغ مرکزی باعث توزیع نامساوی نیرو و فشار بر روی سطوح مفصلی می شود. بنابراین با ثبات ترین حالت مفصل، زمانی است که سطوح مفصلی قرینه بوده و عمق شیار بین کندیلی عمیق است. برعکس، هرچه سطوح مفصلی پتلا تقارن کمتری داشته باشند و عمق شیار بین کندیلی هم کم باشد، مفصل از کمترین ثبات برخوردار بوده و نیروهای فشاری بطور نامساوی به مفصل وارد می شوند.

عوامل ساختاری استاتیک دیگری که باعث ثبات بیشتر پتلا می شود، عبارتند از رتیناکولوم[16] داخلی و خارجی و کپسول مفصلی (تصویر 7-1). رتیناکولوم خارجی شامل الیافی است که از ایلیوتبییال باند[17] به پتلا متصل می شود. این الیاف در هنگام فلکسیون زانو، تحت کشش قرار گرفته و پتلا را به سمت خارج می کشانند. این نیروی کششی توسط نیرویی که از طرف رتیناکولوم داخلی اعمال می شود، خنثی می گردد. در صورتیکه این تعادل کششی از بین برود، وضعیت و سینماتیک مفصل پتلوفمورال مختل می گردد.

(تصویر در فایل اصلی موجود است)

تصویر 7-1 . رتیناگولوم داخلی و خارجی و کپسول مفصلی باعث ثبات پتلا می شوند.

عامل دیگری که در حرکت لغزشی پتلا تأثیر گذار است، زاویه Q است که بین خط کشش عضله کوادری سپس و تاندون پتلا تشکیل می شود (تصویر 8-1). این زاویه بین 10 تا 15 درجه است. این زاویه بسته به جنس افراد کمی متغیر است بطوریکه در مردان بین 10 تا 12 درجه و در زنان بین 15 تا 18 درجه است. در مواردی، این زاویه بیشتر از حد طبیعی می شود که عبارتند از: افزایش زاویه Anteversion استخوان فمور، افزایش چرخش خارجی در استخوان تیبیا و ژنو و الگوم[19] نسبی که همه این موارد باعث ایجاد نیروی خارجی بیشتر بر روی پتلا می گردد. افزایش یا کاهش زاویه Q منجر به بروز فشارهای غیرطبیعی به غضروف و در نهایت، اختلالات مفصلی پتلوفمورال می شود. با این وجود، برخی از مولفین در اندازه‌گیری زاویه Q محتاطانه عمل کرده‌اند. در حالت عادی، زاویه Q در وضعیت اکستانسیون کامل مفصل زانو اندازه‌گیری می شود و با تغییر وضعیت اکستانسیون و در طول فعالیت این زاویه تغییر کرده و لذا اهمیت جنبه تشخیصی آنرا کمی محدود می کند.

(تصویر در فایل اصلی موجود است)

تصویر 8-1. زاویه Q، از بهم پیوستن خطی که ASIS را به وسط پتلا وصل می کند با خطی که تکمه تیبیا وسط پتلا را بهم وصل می کند، بدست می آید.

موقعیت پتلا در شیار بین کندیلی و نیروهایی که به مفصل وارد می شود که همان نیروهای عکس العمل مفصل پتلوفمورال[20] است، در دامنه حرکتی مفصل زانو متغیر است (جدول 1-1). در وضعیت اکستانسیون کامل زانو، استخوان پتلا در شیار بین کندیلی قرار داشته و تماس کمی با فمور دارد، لذا نیروی فشاری زیادی نمی تواند اعمال کند. در 10 تا 20 درجه فلکسیون، سطح مفصلی داخلی و خارجی پتلا در تماس مستقیم با استخوان فمور قرار می گیرد و نیروی کششی تاندون عضله کوادری سپس و تاندون پتلا، این استخوان را روی فمور می فشارد و در نتیجه نیروی عکس العمل مفصل را افزایش می دهد. در فلکسیون بیش از 90 درجه، نیروی PFJR و همچنین سطح تماس پتلا و فمور افزایش می یابد. با افزایش سطح تماس، نیروهای وارده، پخش شده و یک فشار نسبتاً ثابتی روی مفصل اعمال می شود. بیشترین نیروی تماسی، در فلکسیون 90 درجه اتفاق می‌افتد که اندازه این نیرو تقریباً 5/6 برابر وزن بدن است. وقتی فلکسیون از 90 درجه بیشتر می شود، پتلا با انجام یک روتاسیون[21] داخلی باعث می شود که ستیغ ما بین سطح مفصلی داخلی و Odd Facet در تماس مستقیم با کندیل داخلی قرار گیرد. در 135 درجه فلکسیون، فشار تماسی در درجه اول روی Odd Facet و سطح مفصلی خارجی متمرکز می شود. درطول حرکات زانو، قسمت داخلی استخوان پتلا، بیشترین تماس را با استخوان فمور دارد. به همین خاطر است که تغییرات دژنراتیو مفصل بطور معمول در غضروف واقع در سطح مفصلی داخلی و Odd Facet اتفاق می افتد.

علاوه بر موقعیت مفصل، مقدار کشش اکتیو و پسیو[22] عضله کوادری سپس نیز روی نیروهای PFJR تأثیر می گذارد. مابین دو مرحله تماس اولیه[23] و پاسخ به نیروی وارده[24] از فاز Stance راه رفتن، اندازه نیروی PFJR تقریباً به اندازه نصف وزن بدن می شود و در مواقعی مثل بالا رفتن از پلکان و یا دویدن، به 3/3 برابر وزن بدن هم می رسد. اندازه نیروهای فشاری در هنگام دوچرخه سواری تقریباً 5/1 برابر وزن بدن است. فعالیتهایی که مستلزم فلکسیون زیاد زانو و نیز انقباض قوی عضله کوادری سپس است، ممکن است نیروی PFJR راحتی تا 8/7 برابر وزن بدن هم برساند.

آناتومی و بیومکانیک مفصل تیبیوفمورال[25]

مفصل تیبیوفمورال یا زانو را یک مفصل جفت کندیلی با دو درجه آزادی حرکت در نظر می گیرند، البته در بحث بیومکانیک سه درجه آزادی حرکت برای زانو در نظر گرفته شده است.

در خلال فلکسیون واکستانسیون که در صفحه ساژیتال و حول محور فرونتال انجام می شود، چرخش به داخل و خارج در صفحه عرضی و حول محور عمودی انجام می‌شود. در بحث بیومکانیک غیر از حرکات مذکور ابداکسیون و ادداکسیون[26] در این مفصل رخ می دهد. در هر صورت حرکات ابداکسیون و ادداکسیون مفصل خیلی محدود و پسیو است. مفصل تیبیوفمورال از قسمت تحتانی استخوان فمور و قسمت فوقانی[27] استخوان تیبیا تشکیل شده است.

سطح مفصلی فمور

کندیلهای بزرگ داخلی و خارجی قسمت تحتانی فمور، سطوح مفصلی قسمت فوقانی مفصل زانو را تشکیل می دهند. کندیلها دارای انحنای بزرگ و بسیار آشکار قدامی- خلفی می باشند. البته هر کندیل در صفحه فرونتال نیز، دارای یک تحدب جزیی می باشد. تحدب قدامی خلفی از نظر شکل مانند بخشی از یک کره نبوده و شعاع انحنای آن در خلف کوچکتر است.

به طور کلی دو کندیل، به وسیله حفره یا بریدگی بین کندیلی از هم جدا می شوند، اما در قدام به وسیله یک شیار نامتقارن زین اسبی شکل و کم عمق به نام ناودان یا سطح پتلابه هم متصل می‌شوند ( تصویر A 9-1 ).

تصویر 9-1.A) سطح پتلا ازسطح مفصلی تیبیا توسط

دو شیاری که بطور مایل درعرض کندیلها

قرار دارند، جدا می‌شود.

B) کندیل خارجی فمور بیشتر در امتداد تنه فمور قرارگیرد.

به طور متوسط کندیل داخلی فمور، به اندازه دو سوم اینچ درازتر از کندیل خارجی است و به همین دلیل علی رغم مایل بودن تنرفمور انتهای تحتانی فمور بصورت افقی قرار می گیرد

( تصویر B 9-1 ). در بالای کندیل داخلی دکمه ادداکتور[28] قرار دارد که به آن تاندون ادداکتور ماگنوس می چسبد. در ناحیه خلفی تحتانی کندیل، اپی کندیل داخلی[29] قرار دارد، به اپی کندیل داخلی لیگامان MCL متصل می شود.

کندیل خارجی، در سمت خارج پهن است و به اندازه کندیل داخلی برآمده نیست، و در امتداد تنه استخوان قرار دارد و به همین علت در انتقال وزن بر روی تیبیا نقش بیشتری دارد. در نیمه خلفی کندیل یک برآمدگی استخوانی به نام اپی کندیل خارجی[30] قرار دارد، به اپی کندیل خارجی لیگامان LCL زانو یا لیگامان طرفی فیبولار[31] متصل می شود.

کندیلها در قسمت قدامی کمی از سطح تنه فمور جلوتر قرار دارند، در صورتی که در قسمت خلف سطح مفصلی از سطح خلفی تنه به اندازه قابل ملاحظه ای می گذرد. بنابراین میزان حرکت زانو تا حدود 140 درجه می رسد، در حالی که بیش از 10 درجه هایپراکستانسیون امکان پذیر نیست.

کندیلهای فمور در سطح قدامی مسطح تر هستند، لذا در حالت اکستانسیون زانو سطوح مزبور با سطوح کندیلی تیبیا در تماس بیشتر هستند و در این صورت ضمن افزایش تعادل، چون نیروی وارده بر سطح بیشتری تقسیم می شود میزان فشار کاهش می یابد و لذا زانوهای در حال هایپراکستانسیون یا عقب زدگی زانو[32] و یا فلکسیون که به یک نقطه فشار بیشتری وارد می شود دچار آرتریت دژنراتیو می شوند.

محور کندیل خارجی در جهت صفحه ساژیتال قرار دارد و محور کندیل داخلی حدود 22 درجه انحراف دارد و این انحراف یکی از عوامل حرکت چرخشی استخوان ران نسبت به تیبیا است.

سطح مفصلی تیبیا

انتهای قسمت فوقانی ضخیم تر از انتهای قسمت تحتانی است و به سمت عقب گسترده شده است. کندیل داخلی بزرگتر از کندیل خارجی است اما به اندازه کندیل خارجی برجسته نیست. سطح مفصلی بیضی شکل آن مقعر است. لبه خارجی رویه مفصلی برجسته است و تکمه بین کندیل داخلی[33] را تشکیل می دهد.

کندیل خارجی نسبت به تنه از سمت خارج، به ویژه در قسمت خلفی خارجی گسترده شده است و در زیر همین قسمت یک رویه مفصلی گرد وجود دارد که با انتهای قسمت فوقانی فیبولار مفصل می شود. سطح مفصلی قسمت فوقانی کندیل خارجی برای مفصل شدن با کندیل خارجی ران تقریباً گرد و در مرکز کمی گود است. کنار داخلی رویه مفصلی برجسته است و شامل تکمه بین کندیلی خارجی[34] است ( تصویر A10-1). از دو کندیل بزرگ داخلی و خارجی، فضای بین کندیلی و برجستگی تیبیا تشکیل شده است (تصویرB10-1). در بالای هر کندیل یک سطح مفصلی مقعر است که توسط فضای بین کندیلی از همدیگر جدا شده اند.

(تصویر در فایل اصلی موجود است)

تصویر 10-1. A)نمای فوقانی سطح مفصلی تیبیا. B )نمای خلفی مفصل تیبیوفمورال.

شکل استخوانی مفصل زانو در استحکام مفصل سهم ناچیزی دارد. قدرت زانو در درجه اول به تمامیت عضلات و در درجه دوم به قدرت لیگامانهای مفصل زانو بستگی دارد. برخی از لیگامانهای مفصل زانو عبارتند از:

- لیگامان جانبی داخلی[35]: نوار عریض و پهن در نزدیک خلف مفصل می‌باشد که از اپی کندیل داخلی فمور درست زیر تکمه ادداکتور شروع شده به منیسک داخلی، تیبیا و تنه استخوان مجاور کندیل متصل می شود (تصویر 11-1). قسمت قدامی این لیگامان پهن است و حدود 10 سانتیمتر طول دارد و ممکن است از کپسول و منیسک داخلی توسط تعدادی بورس جدا شود. لیگامان به سمت جلو شیب پیدا می‌کند و در آنجا با تاندون ماهیچه های Sartorius، Gracilis و Semitendinosus متقاطع می شود، یک بورس در میان آنها قرار می گیرد. قسمت خلفی لیگامان با کپسول مفصلی مخلوط می شود این بخش کوتاه بوده و به سمت عقب رفته و به کندیل داخلی تیبیا و ناحیه بالای ناودان Semimembranosus متصل می شود.

(تصویر در فایل اصلی موجود است)

تصویر 11-1.ساختار لیگامانهای زانو.

A)نمای قدامی. B)نمای خلفی.

- لیگامان جانبی خارجی[36]: به شکل یک طناب قوی است. بر روی اپی کندیل خارجی فمور متصل می شود. در خارج زانو به پایین می رود و به سر فیبولا متصل می‌شود (تصویر 11-1).

لیگامان بطور وسیع توسط تاندون ماهیچه  Biceps Femorisپوشیده شده است و اتصالاتی نیز با تاندون ماهیچه دارد. این لیگامان هیچ اتصالی به منیسک خارجی ندارد.

- لیگامانهای متقاطع: از نظر قدرت قابل توجه هستند و کمی عقب تر از مرکز مفصل قرار دارند. علت نامیده شدن آنها به صلیبی یا کروسیت این است که یکدیگر را بصورت ضربدر قطع می کنند (تصویر11-1). اتصال آنها به تیبیا نسبت به هم جلو و عقب است.

 1- لیگامان متقاطع قدامی[37]: در بزرگسالان 38 میلیمتر طول و 11 میلیمتر پهنا دارد وکاملاً داخل کپسول مفصلی و خارج از غشاء سینویال[38] است. لیگامان به قسمت داخلی فضای بین کندیلی قدامی وصل می شود و در حالی که تا حدی با انتهای قدامی منیسک خارجی مخلوط شده است به طرف بالا و خارج عبورمی کند. در حالی که وارونه و بر روی خود پیچ خورده است به قسمت خلفی سطح داخلی (سطح بین کندیلی) کندیل خارجی فمور متصل می شود. این لیگامان نسبت به PCL در موقعیت قدامی- خارجی قرار می گیرد. قسمت متصل به تیبیا تا اندازه ای پهن‌تر و قوی‌تر از قسمت متصل به فمور است. Almonajan، Marshall و Girgis گزارش کرده اند که لیگامان از دو قسمت اصلی تشکیل شده است. یک باند کوچک قدامی داخلی و یک باند خلفی خارجی که بزرگتر و ضخیم تر از باند دیگر است. Cross , Norwood نیز در زمینه آناتومی عملی سه نوار برای لیگامان قائل هستند: نوار قدامی داخلی، نوار میانی و نوار خلفی خارجی، و معتقدند تا وقتی پوشش سینویال آن برداشته نشود قابل رویت نیستند. این تقسیم بندی براساس نحوه اتصال آنها می باشد که به صورت مثلثی است که راس آن در عقب قرار دارد.

2- لیگامان متقاطع خلفی[39]: نسبت به ACL قویتر، و در مسیر خود کمتر مایل است. این لیگامان به فضای بین کندیلی خلفی تیبیا و شاخ خلفی منیسک خارجی وصل می‌شود. لیگامان به طرف بالا، جلو و داخل عبور می کند و به سطح خارجی کندیل داخلی (سطح بین کندیلی) فمور متصل می شود. طول آن 38 میلیمتر و پهنای آن 13 میلیمتر است. Girgis در مطالعات خود در مورد PCL، بر روی 24 مفصل زانوی تازه نشان داد که این لیگامان نیز شامل دو قسمت است، یک نوار خلفی خارجی اصلی و یک نوار قدامی داخلی کوچکتر که در حرکت مفصل به طور جداگانه عمل می‌کند.

غشای سینویال از جهت قدامی و از هر طرف، رباطهای کروسیت را می پوشانند، اما از جهت خلف این غشاء از طرفین PCL به طرف قسمتهای مجاور از کپسول لیفی بر‌می‌گردد. بنابراین بخش میانی یا بین کندیلی قسمت خلفی کپسول مفصل عاری از هرگونه پوشش سینویال است.

لیگامان ACL و PCL که در قسمت مرکزی و خلفی مفصل زانو واقع شده اند، نقش مهمی در محدود کردن حرکات تیبیا دارند. Butler و همکارانش پس از مطالعه روی جسد، به این نتیجه رسیدند که ACL به عنوان یک عامل پسیو در مفصل زانو تا 95% جلوی حرکت تیبیا به سمت قدام را می گیرد و از طرف دیگر PCL نیز به عنوان عامل پسیو دیگر، تا 86% مانع از حرکت تیبیا به سمت خلف می گردد. لیگامانهای جانبی زانو باعث پایداری آن در اکستانسیون شده، و از زاویه دار شدن آن به داخل و خارج جلوگیری می کنتد.

Pautos و France معتقد بودند که MCL تا 80% قادر است در برابر نیرویی که متمایل است ساق را به سمت و الگوی ببرد، مقاومت کند و این در حالی است که هر دو لیگامان ACL و PCL در حالت تعادل قرار دارند. ولی اگر مقدار نیروی خارجی به سمت والگوس، افزایش یابد نیروهای وارده به MCL به لیگامانهای متقاطع نیز منتقل می شود. در نتیجه لیگامانهای متقاطع در معرض آسیب دیدگیهای بعدی قرار می‌گیرند. در صورتی که هر سه لیگامان مذکور، دچار آسیب دیدگی و پارگی شدند، مفصل زانو تقریباً به اندازه 57 میلیمتر باز می شود.

علاوه بر لیگامانهای فوق، کپسول خلفی زانو نیز نقش مهمی در ثابت نگه داشتن زانو دارد. پرده سینویال مفصل زانو نسبتاً ضخیم است. این پوشش تا پرده سینویال بالای پتلا (Supra Patellar Bursa) ادامه می یابد. چسبندگی آن در نتیجه آسیبهای مختلف باعث محدود شدن حرکات زانو می شود.

عضلاتی که به نگهداری زانو کمک می کنند عبارتند از، عضله کوادری سپس در جلو و عضلات همسترینگ[40] در عقب. عضله  کوادری سپس نقش بسیار مهمی در نگهداری زانو دارد، به طوری که ضعف آن باعث ناپایداری زانو می شود.

منیسک داخلی با توجه به اتصالاتش در جلو و عقب و چسبیدن آن به لیگامان MCL در جای خود ثابت بوده، و باز شدن زانو در حالی که ساق چرخیده باعث پارگی آن می گردد. در حالی که در منیسک خارجی که اتصالاتش فقط در جلو وعقب بوده و کناره محیطی آن آزاد است، در جای خود ثابت نبوده و کمتر دچار ضایعه می‌گردد. علاوه بر آن به علت اتصالات منیسک داخلی به MCL، ضایعات MCL زانو غالباً با پارگی منیسک داخلی همراه است، در حالی که ضایعات LCL کمتر با منیسک خارجی دیده می شود.

بحث در کار زانو بدون در نظر گرفتن نوع زنجیره به هیچ وجه امکان پذیر نیست، لذا در این قسمت نحوه تماس سطوح مفصلی در حرکت فلکسیون راکستانسیون در زنجیره بسته و زنجیره باز مورد بررسی قرار می گیرد.

1- زنجیره بسته: در این حالت استخوان فمور متحرک و تیبیا ثابت است و فمور حول تیبیا حرکت می کند (تصویر 12-1 و 13-1).

تیبیا در زنجیره بسته.

در حرکت فلکسیون به دلیل اینکه سطوح مفصلی قرنیه نیستند فمور نسبت به تیبیا Rolling  به سمت عقب و Sliding به سمت جلو انجام می دهد. زیرا در سطح محدب حرکت Rolling و Sliding در خلاف جهت هم هستند. Sliding برای جلوگیری از مشکل Roll off است. زیرا اگر حرکت در اینجا تنها به صورت Rolling باشد، یعنی همراه تنه فمور کندیلها هم یکجا به طرف عقب حرکت کنند یک Roll off ایجاد می شود و برای جلوگیری از آن در حین حرکت Rolling به عقب، حرکت Sliding رو به جلو ایجاد می شود.

در حرکت فلکسیون فمور نسبت به تیبیا به سمت خارج Spinning انجام می دهد که این حرکت در همان درجات اولیه فلکسیون وجود دارد.

در حرکت اکستانسیون فمور نسبت به تیبیا به طرف جلو Rolling  و به طرف عقب Sliding انجام می دهد و در درجات آخر حرکت اکستانسیون نیز Spinning دیده می شود که فمور نسبت به تیبیا به داخل می چرخد.

2- زنجیره باز: در این وضعیت استخوان فمور ثابت و استخوان تیبیا متحرک است.

در حرکت فلکسیون تیبیا نسبت به فمور به سمت عقب Rolling و به همین سمت نیز Sliding دارد. علت اینکه جهت ها یکی می باشد به این دلیل است که سطح مقعر روی سطح محدب حرکت می کند. به لحاظ اینکه سطح مقعر روی سطح محدب عبور می‌کند جهت Sliding همواره هم جهت با جهت Rolling است. در درجات اول فلکسیون یعنی حدود 5 تا 30 درجه اول حرکت، تیبیا نسبت به فمور به سمت داخل حرکت Spinning دارد که به منظور باز شدن زانو است. در دامنه صفر تا 25 درجه حرکت Sliding هیچ نقشی ندارد و بعد از 25 درجه حرکت Sliding و Rolling هر دو صورت گرفته و Spinning کم می شود. بعد از 25 درجه لیگامانهای مفصل زانو شل شده و امکان هر دو حرکت Sliding و Rolling را فراهم می سازند. قسمت اعظم Rolling در جریان مرحله نهایی فلکسیون مشاهده می شود. هنگامی که زانو به اندازه 90 درجه فلکسیون پیدا کرده است. Rolling تیبیا بر روی فمور به میزان 30 تا 40 درجه امکان پذیر می‌شود.

در حرکت اکستانسیون تیبیا نسبت به فمور حرکت Rolling و Sliding به جلو انجام می دهد.

در ابتدای حرکت اکستانسیون ابتدا Rolling و بعد از آن Sliding شروع می شود و در درجات آخر حرکت صفر تا 25 درجه Spinning نیز مشاهده می‌شود. در Spinning تیبیا نسبت به فمور به خارج می چرخد تا زانو قفل شود. به طور کلی در سطح فوقانی تیبیا ستیغ و در سطح تحتانی فمور فضای بین کندیلی وجود دارد. در حرکت اکستانسیون ستیغ ها در فضای بین کندیلی قرار گرفته و در انتها زانو قفل می شود. ستیغ ها اگر در حین حرکت ثابت باشند، وسعت دامنه حرکتی محدود می‌شود که این مشکل توسط Spinning حل می شود.