9524124858

Modelowanie tarcia w endoprotezie stawu kolanowego 10

Kąt wiązadła rzepki (p) Kąt zgięcia (a)

Wielkości wejściowe:

Fz = Siła obciążenia stawu (osiowa)

Fy = Siła obciążenia stawu (styczna)

Mx = Moment zginania-prostowania (O = Przyspieszenie kątowe f - przesunięcie toczenia 0=-3+ 0,75 a

Wielkości wyjściowe:

Fou»d • Siła od mięśnia czworogłowego uda Foi»i- Siła od mięśnia dwugłowego łydki Fm™. Siła od ścięgna podkolanowego

Fi = Siła styczna do powierzchni piszczelowej

Fn = Siła normalna do powierzchni piszczelowej

Rys. 3. Model biomechaniczny stawu kolanowego poddanego alloplastyce opracowanego przez Wimmera i Andracchiego [166], wraz z opisem wielkości wejściowych oraz wyjściowych (schemat w płaszczyźnie strzałkowej).

2.1.3 Złożoność ruchu elementów endoprotezy

Kinematyka stawu kolanowego człowieka jest bardzo złożona. Teoretycznie posiada on 6 stopni swobody: trzy w ruchu postępowym i trzy w ruchu obrotowym [40]. Większość z nich nawzajem się znosi lub jest sprzężona ograniczeniami więzadeł oraz struktur kostnych [40]. W dalszym ciągu prowadzone są liczne prace nad poznaniem zależności i sprzężeń występujących pomiędzy poszczególnymi ruchami [37, 137].

Podstawowymi ruchami jakie wykonuje staw kolanowy są: zginanie i wyprost [137]. Zakresy ruchomości wynoszą od 0° - przy kolanie wyprostowanym do 150° - przy całkowicie zgiętym [80]. Poza ruchem zginania i prostowania do ważniejszych należą ruchy: przywodzenie i odwodzenie (rotacji w osi kończyny) [171] oraz przesuwu do tyłu i do przodu [37]. Przemieszczenia względne obu podstawowych kości: udowej i piszczelowej w płaszczyźnie czołowej w warunkach fizjologicznych są minimalne co powoduje, że w zasadzie staw kolanowy stanowi połączenie o jednym stopniu swobody [40].