Ginocchio: Biomeccanica, Anatomia e Funzioni Articolari Essenziali

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Anatomia e Biomeccanica del Ginocchio

1. Anatomia Articolare

  • Articolazioni: Tibio-femorale (bicondiloidea, a troclea) e Patello-femorale.
  • Componenti: Capsula articolare, menischi, tessuto connettivo, legamenti e tendini muscolari.

2. Osteocinematica del Ginocchio

2.1. Movimenti Attivi

  • Flessione: 140° (tibia sul femore).
  • Estensione: 180° (tibia sul femore).
  • Rotazione Mediale: Tibia sul femore.
  • Rotazione Laterale: Tibia sul femore.

2.2. Posizioni Funzionali

  • Posizione di Blocco (Close-Packed Position):
    • Patello-femorale: Da 30° a 60° di flessione.
    • Tibio-femorale: Piena estensione (180°) o iperestensione (-5°).
  • Posizione di Riposo (Loose-Packed Position):
    • Patello-femorale: Iperestensione (-5°).
    • Tibio-femorale: 10°-20° di flessione.

3. Artrocinematica del Ginocchio

3.1. Movimenti Componenti

  • A. Movimento in Estensione con il Piede a Terra (Catena Cinetica Chiusa):
    • La rotula scivola superiormente sul femore.
    • La tibia scivola anteriormente sul femore.
    • Scivolamento Postero-Anteriore (P/A) del condilo mediale; Scivolamento Antero-Posteriore (A/P) del condilo laterale.
  • B. Movimento in Flessione con il Piede Sollevato (Catena Cinetica Aperta):
    • La rotula scivola caudalmente sul femore.
    • La tibia scivola posteriormente sul femore.
    • La tibia si inclina anteriormente rispetto al femore, a circa 100° di flessione.
    • Scivolamento Antero-Posteriore (A/P) del condilo mediale; Scivolamento Postero-Anteriore (P/A) del condilo laterale.

3.2. Movimenti Accessori (Joint Play)

  • Patello-femorale:
    • Equilibrio sull'asse trasversale.
    • Equilibrio sull'asse longitudinale.
    • Scivolamenti laterali e mediali.
  • Tibio-femorale:
    • Distrazione.
    • Inclinazione mediale, laterale.
  • Tibio-fibulare:
    • Scivolamento anteriore/posteriore.
    • Scivolamento laterale/mediale.
    • Scivolamento superiore/inferiore.

4. Rotazione Automatica del Ginocchio

  • Catena Aperta: Differenza nella lunghezza della superficie di contatto del piatto tibiale.
  • Catena Chiusa: Sviluppo diseguale del contorno condilare. Forma della glenoide. Orientamento dei legamenti collaterali.

4.1. Rotazione Automatica: Azione Muscolare

  • Catena Aperta:
    • Flessione del ginocchio (rotazione interna): Semitendinoso, Semimembranoso, Gracile, Popliteo.
    • Estensione del ginocchio (rotazione esterna): Tensore della fascia lata.
  • Catena Chiusa:
    • Flessione del ginocchio (rotazione esterna): Bicipite femorale.

5. Funzione dei Legamenti Crociati

5.1. Ruolo dei Legamenti Crociati nelle Catene Cinetiche

  • Catena Aperta:
    • Estensione del ginocchio: LCA: Resiste alla rotazione esterna del ginocchio.
    • Flessione del ginocchio: LCP: Resiste alla rotazione interna del ginocchio.
  • Catena Chiusa:
    • Estensione del ginocchio: LCP: Facilita la rotazione interna del femore.
    • Flessione del ginocchio: LCA: Facilita la rotazione esterna del femore.

6. Stabilità Meccanica del Ginocchio

6.1. Stabilità Patello-femorale

  • Angolo Q.
  • Bordo laterale della troclea.
  • Meccanismo del quadricipite.
  • Vasto mediale obliquo.

6.2. Funzioni della Rotula

  • Aumenta il braccio di leva efficace del quadricipite.
  • Fornisce stabilità operativa sotto carico, offrendo una superficie articolare per la troclea all'aumentare dell'angolo di flessione del ginocchio.
  • Permette che la forza del quadricipite sia trasmessa durante l'angolo di flessione senza perdita di potenza dovuta all'attrito.
  • Fornisce uno scudo osseo per la troclea e i condili con il ginocchio flesso.
  • Fornisce un buon aspetto estetico con la flessione del ginocchio, esponendo i condili femorali.

6.3. Stabilità Capsulare

  • Stabilità ai movimenti in valgo: Capsula posteriore interna.
  • Stabilità ai movimenti in varo: Capsula posteriore esterna.
  • Stabilità ai movimenti di rotazione:
    • Rotazione interna: Capsula interna e posteriore, legamento crociato anteriore.
    • Rotazione esterna: Capsula posteriore esterna.
  • Stabilità ai movimenti di estensione: Capsula posteriore interna ed esterna.
  • Nota: La capsula posteriore contribuisce alla stabilità in misura 3 volte superiore rispetto ad altre strutture (es. legamenti mediali e superiori).

7. Fattori Meccanici del Movimento Meniscale

7.1. Fattori Attivi

  • Catena Aperta:
    • Movimento di estensione: Tensione dei legamenti menisco-rotulei (menisco interno ed esterno). Tensione dei legamenti menisco-femorali (menisco).
    • Flessione: Contrazione del muscolo popliteo (menisco laterale). Contrazione del muscolo semimembranoso (menisco mediale).
  • Catena Chiusa (Rotazione):
    • Tensione delle fibre menisco-rotulee dal lato opposto della rotazione.

7.2. Fattori Passivi

  • Catena Chiusa (Flessione ed Estensione):
    • Spostamento del condilo femorale.
  • Catena Chiusa (Rotazione):
    • Spostamento immediato (effetto Bennett).
  • Catena Aperta:
    • Legamento trasverso e legamenti coronari.

8. Funzioni Meccaniche del Menisco

  • Aumenta la congruenza tra le superfici articolari del femore e della tibia.
  • Partecipa al sostegno del peso corporeo nell'articolazione.
  • Aiuta la lubrificazione.
  • Resiste ai movimenti in valgo e varo (da 0° a 20° di flessione) e alle rotazioni.
  • Rotazione interna: Menisco laterale (catena chiusa).
  • Rotazione esterna: Menisco mediale (catena chiusa).

9. Sistema dei Legamenti del Ginocchio

  • Legamento rotuleo.
  • Legamenti posteriori (Popliteo arcuato e obliquo).
  • Legamento collaterale mediale (LCM).
  • Legamento collaterale laterale (LCL).
  • Legamento crociato anteriore (LCA).
  • Legamento crociato posteriore (LCP).

10. Funzione Meccanica dei Legamenti Collaterali

  • Legamento Collaterale Mediale (LCM):
    • Stabilità ai movimenti in valgo.
    • Stabilità ai movimenti di rotazione.
    • Stabilità in flessione ed estensione del ginocchio.
  • Legamento Collaterale Laterale (LCL):
    • Stabilità ai movimenti in varo.
    • Stabilità ai movimenti di rotazione.
    • Stabilità in estensione del ginocchio.
  • Entrambi i Legamenti:
    • Blocco della rotazione del ginocchio in estensione completa (catena chiusa).

11. Funzione Meccanica dei Legamenti Crociati

  • Aiutano a guidare le superfici articolari femorali e tibiali l'una rispetto all'altra (modello a quattro barre).
  • Resistono al movimento antero-posteriore: Stabilizzatori primari (30°-90° di flessione).
  • Generano resistenza ai movimenti in valgo e varo: Stabilizzatori secondari del ginocchio.
  • Resistono ai movimenti di rotazione assiale in flessione ed estensione del ginocchio.
  • Resistono al movimento di flesso-estensione del ginocchio.

Voci correlate: