什麼是阿基里斯腱呢?








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阿基里斯腱在人體中比其他肌腱需承受更高的應力,然而其機械性質與其他肌腱的差異並不清楚,因此作者的研究目的在於了解阿基里斯腱是否具有較佳的機械性質及應變速率對阿基里斯機械性質的影響。結果發現阿基里斯腱力學性質和其他肌腱並沒有明顯的差異性,這或許是阿基里斯腱的受傷率較其他肌腱為高的原因。
前言=========================================
阿基里斯腱為人體中最常受傷的肌腱之一。根據調查阿基里斯腱受傷的主要原因是由於過度運動使其承受過度的應力所引起。Ker等人曾經評估人體各肌腱在定量的橫剖面積下所承受的應力,他們發現大部分的肌腱在活動時所遭受的最大應力值約在30MPa左右,而阿基里斯腱卻承受67MPa的應力。Komi等人也曾報導阿基里斯腱在人走動及跑步時所承受最大應力分別為59MPa及111MPa。
肌腱與骨骼一樣,其機械性質都與其平時是否活動受力有關。根據用進廢退的原則,人體中的阿基里斯腱是較其他肌腱或韌帶承受更大的應力,那麼它的強度及彈性模數應該也相對提高。不過目前我們並不清楚阿基里斯腱相對其他肌腱而言是否有較高的強度及彈性模數。根據過去的研究,肌腱的彈性模數約在500-1850MPa,破壞應力在50-125MPa。單純以肌腱本身而言,破壞應變在5-16%,但肌腱若附著於骨骼上,其破壞應變在13-32%。許多研究發現肌腱與韌帶的彈性模數與其應變速率有著一定的關連。因此,此研究在於探討阿基里斯腱強度是否較其他肌腱強度為弱或者因為承受較大應力而有較佳的機械性質,同時也對應變速率的影響進行討論。
材料與方法====================================
實驗以1 mm/s與10 mm/s兩種應變率對11對冷凍的阿基里斯腱進行材料試驗。捐贈者的平均年齡為56.8歲(35-80歲),而這11對肌腱仍保留部分跟骨與軟組織,實驗前會先測其骨密度及肌腱之橫斷面面積。整個實驗過程溫度保持在24℃,利用電腦記錄載重與位移變化直到破壞應力發生為止。
結果=========================================
實驗結果破壞發生在肌腱本身者,其平均年齡為56.8歲(SD=12.7)。破壞的起始點並不容易分析,作者藉由錄影記錄發現肌腱斷裂處主要發生在近側肌腱寬度最小的地方,而此處正是人體活動時阿基里斯腱最容易受傷的部分。以1 mm/s及10 mm/s兩種應變速率進行測試,結果顯示彈性模數並不受應變速率影響(分別為816MPa及822MPa),但破壞載重(分別為4617N及5579N,p=0.01)、破壞應力(分別為71MPa,86MPa)及破壞應變在10 mm/s應變速率的測試下有較高值,且具統計意義。研究結果與其他報導相似,但數據皆落於其他研究報導範圍的下方。
討論=========================================
本實驗所選用的應變速率為1mm/s與10mm/s兩種,此兩種應變率分別代表人體站立及走動兩種情況。實驗所得之破壞載重及破壞應變值與前人研究相似,不過實驗在量取肌腱的截面積利用超音波測量,較前人研究為精確(Thermann等人的研究是直接以圓面積取代不規則的肌腱截面積)。在肌腱樣本方面,此研究與其他研究不同的是完整保留跟骨部分,長度也較長。
Komi等人曾經對人體在走動及跑動時阿基里斯腱所承受應力做一報導,其值分別是59MPa與111MPa。與本實驗結果的破壞應力值比較,可以發現為什麼運動傷害常在阿基里斯腱處發生斷裂。
實驗中亦發現隨年齡增長,韌帶強度有下降的趨勢,這個現象在其他類似研究也獲得印證。此研究所得數據與其他肌腱的性質比較,發現阿基里斯腱力學性質和其他肌腱並沒有明顯的差異性。雖然現在仍無法解釋阿基里斯腱為何沒有隨其受力狀況而發展成較高的力學性質,然而這或許是阿基里斯腱的受傷率較其他肌腱為高的原因。



參考資料
http://www.chinese-ortho.com/showepaper.php3?id=10