Μελέτη των εμβιομηχανικών ιδιοτήτων του πρόσθιου χιαστού συνδέσμου κατά τη φόρτισή του έως πλήρη ρήξη με απώτερο στόχο την ανάπτυξη πρωτότυπης μεθόδου ανακατασκευής του
Authors: Πάσχος Νικόλαος 
Published: August 2021

Σκοπός της διδακτορικής διατριβής έιναι η καταγραφή και διερεύνηση με χρήση της σύγχρονήςτεχνολογίας και τεχνογνωσίας της συμπεριφοράς του ΠΧΣ κατά τη φόρτιση του έως πλήρους ρήξης του. Ηανάλυσητων δεδομένων αυτών θα οδηγήσει στην ταυτοποίηση και μελέτη των εμβιομηχανικώνχαρακτηριστικών του ΠΧΣ με σκοπό αυτά να χρησιμοποιηθούν ώστε να αναπτυχθεί μια πρωτότυπημέθοδος ανακατασκευής του. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν 3 διαφορετικές πειραματικέςδιαδικασίεςΠΕΡΙΛΗΨΗ 1ης ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣΣκοπός: Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να μελετήσει τα γεγονότα που λαμβάνουν χώρα κατά τηδιάρκεια της ρήξης του ΠΧΣ υπό φόρτιση σε τάση, επικεντρώνοντας στη συμπεριφορά του ΠΧΣ ως ένασύνολο πολλαπλών ινών.Μέθοδοι: Δέκα ανατομικά παρασκευάσματα ανθρωπίνου γόνατος σταθεροποιήθηκαν σε σερβουδραυλικήμηχανή τύπου Instron και τέθηκαν σε φόρτιση κατά μήκος των ινών του. Δύο κάμερες χρησιμοποιήθηκανγια την καταγραφή της διαδικασίας ρήξης όσον αφορά τις δεσμίδες του. Οι δεσμίδες αναγνωρίστηκαν προτης μελέτης. Τα μακροσκοπικά γεγονότα που καταγράφηκαν συγκρίθηκαν με τα εμβιομηχανικάαποτελέσματα.Αποτελέσματα: Ο ΠΧΣ παρουσίασε μη μονοτονική συμπεριφορά κατά τη μελέτη του. Η καμπύληφορτίου/επιμήκυνσης εμφάνισε ένα πλατώ ή μια δεύτερη κορυφή μετά την αρχική πτώση του φορτίου.Μακροσκοπικά, ορισμένες ίνες υπέστησαν ρήξη αρχικά ενώ οι εναπομείνουσες ίνες είχαν τη δυνατότητααντοχής σε περαιτέρω τάση. Στη μελέτη μας παρατηρήθηκαν 3 διαφορετικά πρότυπα ρήξης του ΠΧΣ,ειδικότερα ρήξη της μεσότητας της AM ή της PL δεσμίδας με επακόλουθη ρήξη της ακέραιας δεσμίδας ήαποσπαστική ρήξη της ΑΜ δεσμίδας. Η ανάλυση των βιντεοσκοπικών λήψεων απέδειξε την άμεσησυσχέτιση των προτύπων ρήξης στην καμπύλη φορτίου παραμόρφωσης και μακροσκοπικής ακολουθίαςτων γεγονότων.Συμπεράσματα. Ο ΠΧΣ συμπεριφέρεται σαν πολυ-ινιδιακή δομή. Παρατηρήθηκαν 3 διαφορετικάπρότυπα ρήξης του ΠΧΣ, με μια μερική ή πλήρη ρήξη των ινών της μιας δεσμίδας να προηγείται με τιςυπόλοιπες ακέραιες ίνες να έχουν τη δυνατότητα αντοχής σε περαιτέρω τάση.Κλινική συσχέτιση. Η μελέτη μας επιτρέπει την καλύτερη κατανόηση των μηχανικών ιδιοτήτων του ΠΧΣ.Μια επανεξέταση των εμβιομηχανικών ιδιοτήτων του ΠΧΣ στην εποχή μετά την ‘επανάσταση της διπλήςδεσμίδας’ θα μπορούσε να παρέχει χρήσιμα δεδομένα για την ανακατασκευή του ΠΧΣ.ΠΕΡΙΛΗΨΗ 2ης ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣΣκοπός της παρούσας μελέτης είναι να συσχετίσει την εκπομπή ακουστικών σημάτων κατά τη διάρκειατης ρήξης διαφόρων ανθρώπινων ιστών (ιδιαίτερα μαλακών μορίων, όπως ο Πρόσθιος ΧιαστόςΣύνδεσμος). Επίσης έγινε συσχέτιση των χαρακτηριστικών των ακουστικών σημάτων με το μηχανισμόρήξης του ΠΧΣ. Η συσσώρευση ηχητικών σημάτων είναι ενδεικτική της έναρξης κριτικής κάκωσης καιφθοράς του ιστού. Άλλες παράμετροι των ηχητικών σημάτων παρουσιάζουν χαρακτηριστικήεπαναληψιμότητα που σχετίζεται με συγκεκριμένή μηχανική συμπεριφορά του ΠΧΣ. Επιπρόσθετα, ησυχνότητα των παραγόμενων ηχητικών σημάτων αυξάνεται κατά τη διάρκεια της φόρτισης του ιστού.Υπάρχει συσχέτιση ποικίλων χαρακτηριστικών των ηχητικών σημάτων με το είδος της μηχανικήςαποτυχίας του ΠΧΣ. Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής, φαίνεται να αναδεικνύουν το ρόλο πουδυνητικά η μελέτη των ηχητικών κυμάτων μπορεί να διαδραματίσει στην κατανόηση τη συμπεριφοράς τουΠΧΣ κατά την επίδραση σε αυτόν διαφόρων φορτίων και κατά τη ρήξη του. Τα συμπεράσματα αυτάμπορούν να χρησιμοποιηθούν για την τροποποίηση της μεθόδου ανακατασκευής του ΠΧΣ.ΠΕΡΙΛΗΨΗ 3ης ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣΗ ανάλυση των ακουστικών κυμάτων που παράγονται κατά τη διάρκεια ρήξης του ΠΧΣ μπορούν ναχρησιμοποιηθούν για την κατανόηση της γενικότερης συμπεριφοράς του. Σκοπός της μελέτης αυτής ήταν ηαξιολόγηση του ρόλου που διαδραματίζουν οι συνθήκες προσαρμογής των δεκτών των ηχητικών σημάτωνκαι να καθορίσουν την αξία ορισμένων νέων παραμέτρων ακουστικής εκπομπής. Επτά παρασκευάσματαμηριαίου-ΠΧΣ-κνημιαίου προσαρμόστηκαν σε μηχανή τύπου Ιnstron και εφαρμόστηκε σε αυτά φορτίοεξελκυσμού. Διαφορετικές συνθήκες προσαρμογής του δέκτη χρησιμοποιήθηκαν σε δύο ομάδεςδειγμάτων. Η καμπύλη φορτίου/χρόνου η ταυτόχρονή εκπομπή των ηχητικών κυμάτων καθώς και ημακροσκοπική αλληλουχία της ρήξης καταγράφηκαν. Κατά τη διάρκεια της ρήξης του ΠΧΣκαταγράφηκαν ανιχνεύσιμες συσχετιζόμενες μεταβολές στην καμπύλη φορτίου/χρόνου, συνδεδεμένες μετα χαρακτηριστικά των ακουστικών κυμάτων ανεξάρτητα από τις συνθήκες προσαρμογής των δεκτών. Ηακουστική εκπομπή παρέχει επαρκείς πληροφορίες για τον καθορισμό της χρονικής στιγμής (ή τουφορτίου), όπου η κρίσιμη μη αναστρέψιμη βλάβη συμβαίνει. Επιπλέον, συγκεκριμένα χαρακτηριστικά τηςηχητικής εκπομπής παρουσιάζουν μεταβολές καθ’όλη τη διάρκεια της φόρτισης και υποδεικνύουνμεταβολή των μηχανισμών ρήξης.