CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1. Sơ lược giải phẫu khớp gối và sinh cơ học của dây chằng chéo trước 1. Sơ lược giải phẫu khớp gối Khớp gối được tạo thành bởi sự hợp giữa phía trên là lồi cầu (LC) xương đùi, phía dưới là mâm chày (MC), phía trước là xương bánh chè, tạo thành một khớp phức tạp. Khớp gối được coi là một bản lề trụ ở chân cho phép thực hiện nhiều chuyển động trong đó có hai động tác chính là gấp và duỗi [5].
Nó được giữ vững bởi hệ thống gân cơ, bao khớp và các dây chằng nằm bên trong và bao quanh ổ khớp. Khớp gối phải [6] 1.1 Đặc điểm về xương Đầu dưới xương đùi do hai lồi cầu trông như hai bánh xe có sụn bao bọc. Mặt trước hai lồi cầu liền nhau, chỉ có một rãnh chia cắt là rãnh ròng rọc, ở phía sau hai lồi cầu đùi tách riêng, lồi cầu trong hẹp và dài hơn lồi cầu ngoài. 3 Đầu trên xương chày trông giống như hai cái mâm có lồi cầu đùi nằm đè lên trên.
Mâm lõm thành hai ổ chảo, ổ chảo ngoài rộng, phẳng và ngắn hơn ổ chảo trong. ở giữa hai ổ chảo này có hai gai gọi là gai chày trong và gai chày ngoài. Gai chày chia khoang liên ổ thành diện trước gai và diện sau gai. Xương bánh chè được coi là xương nội gân lớn nhất cơ thể, xương bánh chè nằm trong gân cơ trước đầu đùi, mặt sau xương bánh chè có cấu trúc sụn để tiếp giáp với rãnh ròng rọc của lồi cầu xương đùi.
Khi gấp duỗi gối xương bánh chè sẽ trượt trong rãnh ròng rọc này.2 Đặc điểm cấu trúc phần mềm *Gân cơ: Các gân cơ vùng khớp gối bao gồm gân cơ tứ đầu đùi ở phía trước, gân cơ thon, gân cơ bán gân, bán mạc ở bên trong, gân cơ nhị đầu đùi ở bên ngoài và gân cơ sinh đôi ở phía sau. Các gân cơ này ngoài việc thực hiện chức năng vận động của khớp gối đồng thời còn đóng vai trò quan trọng trong đảm bảo sự vững chắc của khớp gối ở tư thế động. Giải phẫu các nhóm cơ khớp gối phải tư thế duỗi [6] * Hệ thống dây chằng và bao khớp: 4 Bao khớp giữ cho đầu dưới xương đùi, đầu trên xương chày luôn tiếp xúc với nhau, tăng cường cho phần phía sau của LC đùi đồng thời có tác dụng làm hạn chế duỗi quá mức của khớp gối và hạn chế trượt xương chày ra trước. Tuy nhiên,ở khớp gốibao khớp không đủ giữ cho khớp gối vững vàng trong các hoạt động mà cần phải tăng cường thêm bởi các dây chằng (DC).
Mỗi DC đều đóng một vai trò nhất định và đảm bảo sự vững chắc của khớp ở các tư thế gấp duỗi khác nhau [5]. * Các dây chằng: Dây chằng là những dải mô đàn hồi xung quanh các khớp, với nhiệm vụ kết nối các xương với nhau, hỗ trợ các khớp tạo nên các cử động linh hoạt và uyển chuyển, hạn chế các cử động bất thường. Có bốn dây chằng chính kết nối xương đùi và xương ống chân: Dây chằng chéo trước (DCCT), dây chằng chéo sau (DCCS), dây chằng chéo giữa (DCCG), dây chằng bên (DCB). Dây chằng chéo giữa và dây chằng bên ngăn đầu gối di chuyển quá xa theo hướng từ bên này sang bên kia.
Dây chằng chéo trước và dây chằng chéo sau kiểm soát chuyển động từ trước ra sau của khớp gối. DCCT hướng về phía trước của đầu gối, giữ cho xương chày không bị trượt quá xa về phía trước so với xương đùi. DCCS hướng về phía sau đầu gối và giữ cho xương chày không bị trượt quá xa về phía sau so với xương đùi. Hoạt động cùng nhau, hai dây chằng chéo sẽ kiểm soát chuyển động qua lại của đầu gối.
Mỗi dây chằng khớp gối có vai trò nhất định, chúng kết hợp vớinhau trong việc đảm bảo sự vững vàng và ổn định của khớp gối. * Sụn chêm: Mỗi khớp gối có hai sụn chêm là sụn chêm trong và sụn chêm ngoài. Sụn chêm có hình bán nguyệt nằm giữa mặt khớp LC xương đùi ở trên và MC phía dưới. Nó có tác dụng tăng thêm sự phù hợp giữa lồi cầu đùi và mâm chày vì lồi cầu đùi thì tròn to còn mâm chày thì nông, chính vì vậy mà mặt trên của sụn 5 chêm hơi lõm còn mặt dưới nằm trên mâm chày thì hơi lồi.
Sụn chêm có quan hệ mật thiết với bao khớp và hệ thống dây chằng xung quanh. Sụn chêm hoạt động như các giảm xóc, hấp thu và truyền lực đều từ lồi cầu xương đùi xuống xương chày, làm giảm các sang chấn sụn khớp, góp phần tạo nên sự vững chắc cho khớp gối. Ngoài ra, SC còn có tác dụng dàn đều dịch khớp, kìm hãm những cử động đột ngột, bất thường của khớp [5]. Hình ảnh minh họa sụn chêm tại mâm chày và các thành phần liên quan [6] 1.2 Sơ lược giải phẫu, chức năng dây chằng chéo trước 1.
Cấu trúc đại thể DCCT bám ở phần sau mặt trong lồi cầu ngoài xương đùi chạy xuống dưới, ra trước và vào trong đến bám vào diện trước gai mâm chày. Chiều dài DCCT trong các nghiên cứu trước đây rất khác nhau từ 22-41mm, trung bình 32mm, đường kính từ 7-12mm. Phần hẹp nhất của dây chằng là phần gần phía chỗ bám của dây chằng ở xương đùi và tỏa rộng tại vị trí các điểm bám [7-9]. Hình ảnh DCCT nhìn từ phía trước gối trái [9].
( Hình trái: Chiều dài và chiều rộng trung bình DCCT Hình phải: kích thước khác nhau của DCCT từ xương đùi đến xương chày) Trên xương đùi dây chằng chéo trước bám vào một hố nhỏ nằm ở phần sau của mặt trong lồi cầu ngoài đùi với kích thước khoảng 10 x 13 mm. Chỗ bám vào xương đùi của DCCT có hình viên phấn. Trục lớn của diện bám hơi chếch theo hướng xuống dưới và ra trước, mặt lồi phía sau của diện bám thì song song với giới hạn sụn khớp sau của lồi cầu ngoài [5]. Các sợi của DCCT tỏa ra hình nan quạt khi bám vào mâm chày.
Diện bám là một vùng trũng, có hình tam giác với đỉnh nằm ở phía sau, cạnh đáy nằm ở phía trước, nằm ở phía trước và phía ngoài gai chày trong [10, 11]. Cấu trúc DCCT: Girgis và cộng sự [12] đã mô tả DCCT gồm 2 bó: bó trước trong (TT) và bó sau ngoài (SN). Bó TT bám vào vùng phía trên của diện bám xương đùi, chạy xuống bám vào vùng TT của diện bám mâm chày. Bó SN bám vào phần dưới của diện bám xương đùi, đến bám vào phần SN của diện bám mâm chày.
Bó TT nhỏ hơn bó sau ngoài và là bó chính có tác dụng giữ vững khi gối gấp, bó sau ngoài là bó phụ có tác dụng giữ vững gối khi duỗi. Giải phẫu 2 bó DCCT ở người trưởng thành [13] (LCN: lồi cầu ngoài; LCT: lồi cầu trong; SCT: sụn chêm trong; SCN: sụn chêm ngoài; TT: bó trước trong; SN: bó sau ngoài) 1.1 Cấu trúc vi thể DCCT được tạo thành từ nhiều bó sợi bao bọc bởi màng bao gân. Mỗi bó bao gồm từ 3 - 20 bó con được bao bọc bởi màng quanh gân. Mỗi bó con có dạng gợn sóng và sắp xếp theo nhiều hướng khác nhau cấu tạo từ các nhóm thành phần nhỏ hơn.
Mỗi thành phần này bao gồm nhiều sợi được bao bọc bởi tổ chức liên kết lỏng lẻo gọi là màng trong gân và được cấu tạo từ các sợi keo (Collagen fibril) đan xen nhau tạo thành một mạng lưới tổ hợp [9]. Tại chỗ bám của dây chằng có cấu trúc điển hình bao gồm bốn lớp: (1) tổ chức dây chằng, (2) vùng sụn không khoáng hóa, (3) vùng sụn khoáng hóa, các tổ chức sụn xơ được khoáng hóa chạy vào, (4) mô xương dưới sụn. Cấu trúc này cho phép tổ chức sợi xơ của dây chằng chuyển dần sang tổ chức cứng chắc và tránh “stress” tập trung tại chỗ bám [14].2 Mạch máu và thần kinh Mạch máu cung cấp chính cho DCCT là các nhánh của động mạch gối giữa và các nhánh tận cùng từ động mạch gối dưới trong và động mạch gối 8 dưới ngoài. Các nhánh này cho các nhánh nằm trong lớp bao hoạt dịch bao quanh dây chằng và chúng thông nối với nhau tạo thành lưới mạch máu [15].
DCCT nhận những nhánh thần kinh đến từ thần kinh chày. Các nhánh này đi cùng các mạch máu đến dây chằng và tận cùng là các thụ thể áp lực dạng thụ thể Golgi. Các thụ thể thần kinh của dây chằng gồm 3 loại chính: những thụ thể nhận cảm sự biến dạng, những thụ thể nhạy cảm với những thích nghi nhanh (Ruffini) và những thụ thể nhạy cảm với những thích nghi chậm (Pacini) giúp ý thức được sự vận động, tư thế và góc xoay. Các thụ thể Ruffini và Pacini chiếm nhiều nhất, đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát cảm giác bản thể của khớp.
Ngoài ra còn có rất ít thụ thể cảm giác đau [9, 16].2 Sinh cơ học và chức năng của dây chằng chéo trước 1.1 Sinh cơ học Chức năng sinh cơ học của DCCT rất phức tạp, nó không những tạo nên độ vững chắc cơ học cho khớp gối mà còn có chức năng nhận cảm thần kinh phản hồi “feedback” để giúp dây chằng căng, chống đỡ lại các lực tác dụng khi bị tác động. Khi khớp gối vận động gấp từ 0 độ đến 140 độ, bó trước trong sẽ căng dần và bó sau ngoài sẽ bị chùng lại và ngược lại khi duỗi gối. Mức độ căng của hai bó TT và SN khác nhau ở từng chu kỳ vận động khớp gối. Khi khớp gối bị chấn thương, các bó của DCCT ở tư thế và độ căng khác nhau sẽ gây ra các mức độ tổn thương khác nhau do lực tác dụng khác nhau.
Lực căng tối đa làm đứt DC có thể lên đến 2000N đối với DCCT bình thường.Các tổn thương DCCT rất khó liền lại vì toàn bộ DCCT nằm trong môi trường dịch khớp và khi bị đứt, hai đầu đứt của DC có xu hướng ngày càng cách xa do DC co ngắn và sự vận động của khớp gối [5, 16-18].2 Chức năng Theo Girgis F.G và cs [12] DCCT có các chức năng chính sau: 9 - Giữ cho mâm chày không bị trượt ra phía trước so với lồi cầu đùi trong các động tác gấp duỗi gối, đặc biệt khi gối gấp 30 độ. - Phối hợp kiểm soát chuyển động của bao khớp phía bên ngoài ở tư thế duỗi gối cùng với dây chằng bên ngoài (DCBN) và DCCS. - Phối hợp cùng với bao khớp, DCBT, DCCS giới hạn chuyển động ra ngoài của xương chày khi ở tư thế gấp gối.