Legamenti dell'articolazione del ginocchio

Convenzionalmente, tutti gli stabilizzatori non sono divisi in due gruppi, come si pensava in precedenza, ma in tre: passivi, relativamente passivi e attivi. Gli elementi passivi del sistema stabilizzante includono le ossa, la capsula sinoviale dell'articolazione, quelli relativamente passivi includono i menischi, i legamenti dell'articolazione del ginocchio e la capsula fibrosa dell'articolazione, e quelli attivi includono i muscoli con i loro tendini.

Gli elementi relativamente passivi coinvolti nella stabilizzazione dell'articolazione del ginocchio includono quelli che non spostano attivamente la tibia rispetto al femore, ma hanno una connessione diretta con legamenti e tendini (ad esempio, i menischi), o sono essi stessi strutture legamentose che hanno una connessione diretta o indiretta con i muscoli.

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Anatomia funzionale dell'apparato capsulo-legamentoso del ginocchio

Nell'articolazione fino a 90°. Il LCP assume il ruolo di stabilizzatore secondario per la rotazione esterna della tibia a 90° di flessione, ma svolge un ruolo minore in caso di completa estensione della tibia. D. Veltry (1994) osserva inoltre che il LCP è uno stabilizzatore secondario in caso di deviazione in varo della tibia.

Il legamento crociato anteriore (BCL) è lo stabilizzatore primario della deviazione in valgo della tibia. È anche il principale limitatore della rotazione esterna della tibia. Il ruolo del BCL come stabilizzatore secondario è quello di limitare lo spostamento anteriore della tibia. Pertanto, con un legamento crociato anteriore intatto, la resezione del BCL non modifica la traslazione anteriore della tibia. Tuttavia, dopo una lesione del legamento crociato anteriore e la resezione del BCL, si verifica un aumento significativo dello spostamento patologico in avanti della tibia. Oltre al BCL, anche la parte mediale della capsula articolare limita in una certa misura lo spostamento anteriore della tibia.

Il legamento collaterale mediale (MCL) è lo stabilizzatore primario della deviazione in varo della tibia e della sua rotazione interna. La porzione posterolaterale della capsula articolare è lo stabilizzatore secondario.

Attacco dei legamenti dell'articolazione del ginocchio

Esistono due tipi di inserzione: diretta e indiretta. Il tipo diretto è caratterizzato dal fatto che la maggior parte delle fibre di collagene penetra direttamente nell'osso corticale nel punto di inserzione. Il tipo indiretto è determinato dal fatto che un numero significativo di fibre di collagene all'ingresso prosegue nelle strutture periostali e fasciali. Questo tipo è caratteristico di siti di inserzione all'osso di lunghezza significativa. Un esempio del tipo diretto è l'inserzione femorale del legamento collaterale mediale dell'articolazione del ginocchio, dove la transizione dal legamento flessibile e resistente alla placca corticale rigida avviene attraverso strutture a quattro pareti, ovvero: legamenti dell'articolazione del ginocchio, cartilagine fibrosa non mineralizzata, cartilagine fibrosa mineralizzata, osso corticale. Un esempio di diversi tipi di inserzione all'interno di una struttura legamentosa è l'inserzione tibiale del legamento crociato anteriore (LCA). Da un lato, c'è un ampio e diffuso attacco indiretto, dove la maggior parte delle fibre di collagene continua nel periostio e, dall'altro, ci sono alcune giunzioni fibrocartilaginee con ingresso diretto delle fibre di collagene nell'osso.

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Isometricità

L'isometria è il mantenimento di una lunghezza costante del legamento dell'articolazione del ginocchio durante le articolazioni. In un'articolazione a cerniera con un range di movimento di 135°, il concetto di isometricità è estremamente importante per una corretta comprensione della sua biomeccanica, sia in condizioni normali che patologiche. Sul piano sagittale, i movimenti dell'articolazione del ginocchio possono essere caratterizzati come una connessione di quattro componenti: due legamenti crociati e ponti ossei tra le loro origini. La disposizione più complessa si riscontra nei legamenti collaterali, che è associata alla mancanza di un'isometria completa durante le articolazioni a vari angoli di flessione nell'articolazione del ginocchio.

Legamenti crociati dell'articolazione del ginocchio

I legamenti crociati dell'articolazione del ginocchio sono irrorati dal sangue proveniente dall'arteria mediana. L'innervazione generale è assicurata dai nervi del plesso popliteo.

I legamenti crociati anteriori dell'articolazione del ginocchio sono una fascia di tessuto connettivo (in media 32 mm di lunghezza e 9 mm di larghezza) che si estende dalla superficie mediale posteriore del condilo laterale del femore alla fossa intercondiloidea posteriore della tibia. Un LCA normale ha un angolo di inclinazione di 27° a 90° di flessione, la componente rotazionale delle fibre nei siti di inserzione su tibia e femore è di 110°, l'angolo di torsione intrafascicolare delle fibre collagene varia tra 23 e 25°. In completa estensione, le fibre del LCA corrono approssimativamente parallele al piano sagittale. Si osserva una leggera rotazione del legamento dell'articolazione del ginocchio rispetto all'asse longitudinale, la forma dell'origine tibiale è ovale, più lunga in direzione anteroposteriore che in direzione medio-laterale.

Il legamento crociato posteriore dell'articolazione del ginocchio è più corto e robusto (lunghezza media 30 mm) e origina dal condilo femorale mediale; la sua origine è semicircolare. È più lungo in direzione anteroposteriore nella sua porzione prossimale e ha l'aspetto di un arco curvo nella sua porzione distale sul femore. L'inserzione femorale alta conferisce al legamento un decorso pressoché verticale. L'inserzione distale del LCP si trova direttamente sulla superficie posteriore dell'estremità prossimale della tibia.

Il LCA è suddiviso in un fascio stretto anteromediale, che si allunga durante la flessione, e un fascio largo posterolaterale, le cui fibre sono in tensione durante l'estensione. Il VZKL è suddiviso in un fascio largo anterolaterale, che si allunga durante la flessione della gamba, un fascio stretto posteromediale, che è in tensione durante l'estensione, e una fascia menisco-femorale di varie forme, che è in tensione durante la flessione.

Tuttavia, questa è piuttosto una suddivisione condizionale dei fasci dei legamenti crociati dell'articolazione del ginocchio in relazione alla loro tensione durante la flesso-estensione, poiché è chiaro che, a causa della loro stretta relazione funzionale, non esistono fibre assolutamente isometriche. Particolarmente degni di nota sono i lavori di diversi autori sull'anatomia sezionale-trasversale dei legamenti crociati, che hanno dimostrato che l'area della sezione trasversale del LCP è 1,5 volte maggiore di quella dell'ICL (dati statisticamente affidabili sono stati ottenuti nella zona di inserzione femorale e nella parte centrale del legamento dell'articolazione del ginocchio). L'area della sezione trasversale non cambia durante i movimenti. L'area della sezione trasversale del LCP aumenta dalla tibia al femore, e l'ICL, al contrario, dal femore alla tibia. I legamenti menisco-femorali dell'articolazione del ginocchio costituiscono il 20% in volume del legamento crociato posteriore dell'articolazione del ginocchio. Il LCP è suddiviso in porzioni anterolaterale, posteromediale e meniscofemorale. Siamo rimasti colpiti dalle conclusioni di questi autori, in quanto sono in linea con la nostra comprensione di questo problema, ovvero:

1. La chirurgia ricostruttiva non ripristina il complesso tricomponente del PCL.
2. Il fascio anterolaterale del LCP è due volte più grande di quello posteromediale e svolge un ruolo importante nella cinematica dell'articolazione del ginocchio.
3. La porzione menisco-femorale è sempre presente e ha dimensioni trasversali simili a quelle del fascio posteromediale. La sua posizione, le sue dimensioni e la sua resistenza svolgono un ruolo significativo nel controllo dello spostamento posteriore e posterolaterale della tibia rispetto al femore.

Un'ulteriore analisi dell'anatomia funzionale dell'articolazione del ginocchio è più appropriata se eseguita identificando la regione anatomica, poiché esiste una stretta relazione funzionale tra i componenti passivi (capsula, ossa) relativamente passivi (menischi, legamenti dell'articolazione del ginocchio) e quelli attivi della stabilità (muscoli).

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Complesso capsulo-legamentoso mediale

In termini pratici, è conveniente dividere le strutture anatomiche di questa sezione in tre strati: profondo, medio e superficiale.

Il terzo strato più profondo comprende la capsula mediale dell'articolazione, sottile nella sezione anteriore. Non è lunga, si trova sotto il menisco mediale, garantendo la sua più forte inserzione sulla tibia che sul femore. La parte intermedia dello strato profondo è rappresentata dalla foglia profonda del legamento collaterale mediale dell'articolazione del ginocchio. Questo segmento è suddiviso nelle porzioni meniscofemorale e meniscotibiale. Nella sezione posteromediale, lo strato intermedio (II) si fonde con quello più profondo (III). Quest'area è chiamata legamento obliquo posteriore.

In questo caso è chiaramente visibile la stretta fusione di elementi passivi con elementi relativamente passivi, il che testimonia la convenzionalità di tale divisione, sebbene contenga un significato biomeccanico molto specifico.

Le porzioni menisco-femorali del legamento dell'articolazione del ginocchio più arretrate diventano più sottili e subiscono la minima tensione durante la flessione dell'articolazione. Quest'area è rinforzata dal tendine del muscolo semimembranoso. Alcune fibre del tendine si intrecciano nel legamento popliteo obliquo, che passa trasversalmente dalla porzione distale della superficie mediale della tibia alla porzione prossimale del condilo laterale del femore, in direzione rettilinea, verso la parte posteriore della capsula articolare. Il tendine del muscolo semimembranoso dà anche fibre anteriormente al legamento obliquo posteriore e al menisco mediale. La terza porzione del muscolo semimembranoso si inserisce direttamente sulla superficie posteromediale della tibia. In queste aree, la capsula è notevolmente ispessita. Gli altri due capi del muscolo semimembranoso. I legamenti semimembranosi si inseriscono sulla superficie mediale della tibia, passando profondamente (rispetto al legamento collaterale mediale) fino allo strato che si connette al muscolo popliteo. La parte più resistente dello strato III è il foglietto profondo del legamento collaterale mediale (MCL), le cui fibre sono orientate parallelamente alle fibre del legamento crociato anteriore (LCA) in piena estensione. Alla massima flessione, l'inserzione del MCL viene tirata anteriormente, facendo sì che il legamento decorra quasi verticalmente (cioè perpendicolare al piatto tibiale). L'inserzione ventrale della porzione profonda del MCL si trova distalmente e leggermente posteriormente allo strato superficiale del MCL. Il foglietto superficiale del MCL decorre longitudinalmente nello strato intermedio. Rimane perpendicolare alla superficie del piatto tibiale durante la flessione, ma si sposta posteriormente durante lo spostamento del femore.

È quindi evidente una chiara interconnessione e interdipendenza dell'attività dei vari fasci del legamento del ginocchio. Pertanto, in posizione di flessione, le fibre anteriori del legamento del ginocchio sono tese, mentre quelle posteriori sono rilassate. Questo ci ha portato a concludere che nel trattamento conservativo delle rotture del legamento del ginocchio, a seconda della localizzazione del danno al legamento del ginocchio, è necessario selezionare l'angolo di flessione ottimale nell'articolazione del ginocchio per massimizzare la riduzione della diastasi tra le fibre lese. Nel trattamento chirurgico, la sutura del legamento del ginocchio dovrebbe essere eseguita anche nella fase acuta, se possibile, tenendo conto di queste caratteristiche biomeccaniche del legamento del ginocchio.

Le porzioni posteriori del II e III strato della capsula articolare si collegano nel legamento obliquo posteriore. L'origine femorale di questo legamento dell'articolazione del ginocchio si trova sulla superficie mediale del femore, dietro l'origine del foglietto superficiale del legamento crociato anteriore (BCL). Le fibre del legamento dell'articolazione del ginocchio sono dirette posteriormente e verso il basso e si inseriscono nell'area dell'angolo posteromediale dell'estremità articolare della tibia. La porzione menisco-tibiale di questo legamento dell'articolazione del ginocchio è molto importante nell'inserzione della porzione posteriore del menisco. Questa stessa area è un'importante inserzione del muscolo semimembranoso.

Non vi è ancora consenso sul fatto che il legamento obliquo posteriore sia un legamento separato o la porzione posteriore dello strato superficiale del legamento crociato anteriore. In caso di lesione del legamento crociato anteriore, quest'area dell'articolazione del ginocchio funge da stabilizzatore secondario.

Il complesso legamentoso collaterale mediale limita l'eccessiva deviazione in valgo e la rotazione esterna della tibia. Il principale stabilizzatore attivo in quest'area sono i tendini dei muscoli della zampa d'oca (pes anserinus), che ricoprono il legamento collaterale mediale (MCL) durante la completa estensione della tibia. Il MCL (porzione profonda), insieme al LCA, limita anche lo spostamento anteriore della tibia. La parte posteriore del MCL, il legamento obliquo posteriore, rinforza la porzione posteromediale dell'articolazione.

Lo strato più superficiale I è costituito da una continuazione della fascia profonda della coscia e dal prolungamento tendineo del muscolo sartorio. Nella parte anteriore della porzione superficiale del legamento crociato anteriore (BCL), le fibre degli strati I e II diventano inseparabili. Dorsalmente, dove gli strati II e III sono inseparabili, i tendini del muscolo gracile e del muscolo scmitendinoso giacciono sopra l'articolazione, tra gli strati I e II. Nella parte posteriore, la capsula articolare è assottigliata e costituita da un unico strato, ad eccezione di ispessimenti discreti nascosti.

Complesso capsulo-legamentoso laterale

La parte laterale dell'articolazione è costituita anche da tre strati di strutture legamentose. La capsula articolare è divisa nelle parti anteriore, media, posteriore, nonché nelle parti meniscofemorale e meniscotibiale. Nella parte laterale dell'articolazione è presente un tendine intracapsulare m. popliteo, che si estende all'inserzione periferica del menisco laterale e si inserisce sulla parte laterale della capsula articolare; anteriormente al m. popliteo si trova il genicolare inferiore. Sono presenti diversi ispessimenti dello strato più profondo (III). Il legamento collaterale mediale (MCL) è un filamento denso di fibre collagene longitudinali, disposto liberamente tra due strati. Questo legamento dell'articolazione del ginocchio si trova tra il perone e il condilo laterale del femore. L'origine femorale del MCL si trova sul legamento che collega l'ingresso del tendine m. popliteo (estremità distale) e l'inizio del capo laterale del m. gastrocnemio (estremità prossimale). Un po' posteriormente e più profondamente si trova il lg. Il muscolo arcuatum, che origina dalla testa del perone, entra nella capsula posteriore in prossimità del grande obliquo popliteo. Il tendine del muscolo popliteo funziona come un legamento. Il muscolo popliteo produce la rotazione interna della tibia con l'aumentare della flessione della gamba. In altre parole, è più un rotatore della gamba che un flessore o estensore. Il legamento collaterale mediale (MCL) è un limitatore della deviazione patologica in varo, nonostante si rilassi con la flessione.

Lo strato superficiale (I) sul lato laterale è una continuazione della fascia profonda della coscia, che circonda il tratto ileo-tibiale anterolateralmente e il tendine del bicipite femorale posterolateralmente. Lo strato intermedio (II) è il tendine rotuleo, che origina dal tratto ileo-tibiale e dalla capsula articolare, passa medialmente e si inserisce sulla rotula. Il tratto ileo-tibiale coadiuva il legamento collaterale mediale (MCL) nella stabilizzazione laterale dell'articolazione. Esiste una stretta relazione anatomica e funzionale tra il tratto ileo-tibiale e il setto intermuscolare in prossimità del sito di inserzione a livello del tubercolo di Gerdy. Muller V. (1982) lo ha definito legamento tibio-femorale anterolaterale, che svolge il ruolo di stabilizzatore secondario, limitando lo spostamento anteriore della tibia.

Esistono anche altre quattro strutture legamentose: i legamenti menisco-patellari laterale e mediale dell'articolazione del ginocchio, e i legamenti femoro-rotulei laterale e mediale dell'articolazione del ginocchio. Tuttavia, a nostro avviso, questa suddivisione è molto condizionale, poiché questi elementi fanno parte di altre strutture anatomiche e funzionali.

Diversi autori distinguono una parte del tendine del muscolo popliteo come una struttura legamentosa, il grande popliteo-fibulare, poiché questo legamento dell'articolazione del ginocchio, insieme al grande arcuato, al legamento collaterale mediale (MCL) e al muscolo popliteo, supporta il LCP nel controllo dello spostamento posteriore della tibia. Varie strutture articolari, ad esempio il cuscinetto adiposo e l'articolazione tibio-fibulare prossimale, non vengono qui considerate, poiché non sono direttamente correlate alla stabilizzazione dell'articolazione, sebbene non sia escluso il loro ruolo come elementi stabilizzanti passivi.

Aspetti biomeccanici dello sviluppo dell'instabilità cronica post-traumatica del ginocchio

I metodi senza contatto per misurare i movimenti delle articolazioni durante i test biomeccanici sono stati utilizzati da J. Perry D. Moynes, D. Antonelli (1984).

Dispositivi elettromagnetici per gli stessi scopi sono stati utilizzati da J. Sidles et al. (1988). È stata proposta una modellazione matematica per l'elaborazione delle informazioni sul movimento dell'articolazione del ginocchio.

I movimenti articolari possono essere concepiti come diverse combinazioni di traslazioni e rotazioni controllate da diversi meccanismi. Quattro componenti influenzano la stabilità articolare, contribuendo a mantenere le superfici articolari a contatto tra loro: strutture passive dei tessuti molli, come i legamenti crociati e collaterali dell'articolazione del ginocchio, i menischi, che agiscono direttamente, tensionando i tessuti corrispondenti e limitando i movimenti dell'articolazione tibiofemorale, o indirettamente, creando un carico compressivo sull'articolazione; forze muscolari attive (componenti attivo-dinamiche della stabilizzazione), come la trazione del quadricipite femorale e dei muscoli posteriori della coscia, il cui meccanismo d'azione è associato alla limitazione dell'ampiezza dei movimenti nell'articolazione e alla trasformazione di un movimento in un altro; influenze esterne sull'articolazione, come i momenti di inerzia che si verificano durante la locomozione; geometria delle superfici articolari (elementi assolutamente passivi della stabilità), che limita i movimenti nell'articolazione grazie alla congruenza delle superfici articolari delle ossa. Tra tibia e femore si distinguono tre gradi di libertà di movimento traslazionale, descritti come anteroposteriore, medio-laterale e prossimale-distale; e tre gradi di libertà di movimento rotazionale, ovvero flesso-estensione, valgo-varo e rotazione esterna-interna. Esiste inoltre la cosiddetta rotazione automatica, determinata dalla forma delle superfici articolari dell'articolazione del ginocchio. Pertanto, quando la gamba è estesa, si verifica una rotazione esterna, la cui ampiezza è ridotta e mediamente di 1°.

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Il ruolo stabilizzante dei legamenti dell'articolazione del ginocchio

Numerosi studi sperimentali ci hanno permesso di studiare la funzione legamentosa in modo più dettagliato. È stato utilizzato il metodo di sezionamento selettivo. Questo ci ha permesso di formulare il concetto di stabilizzatori primari e secondari in condizioni normali e in presenza di lesioni ai legamenti dell'articolazione del ginocchio. Abbiamo pubblicato una proposta simile nel 1987. L'essenza del concetto è la seguente. La struttura legamentosa che fornisce la maggiore resistenza alla lussazione anteroposteriore (traslazione) e alla rotazione che si verificano sotto l'influenza di una forza esterna è considerata uno stabilizzatore primario. Gli elementi che forniscono un contributo minore alla resistenza sotto un carico esterno sono limitatori secondari (stabilizzatori). L'intersezione isolata degli stabilizzatori primari porta a un aumento significativo della traslazione e della rotazione, che questa struttura limita. Quando si incrociano gli stabilizzatori secondari, non si osserva alcun aumento dello spostamento patologico in presenza dell'integrità dello stabilizzatore primario. In caso di danno sezionale allo stabilizzatore secondario e rottura dello stabilizzatore primario, si verifica un aumento più significativo dello spostamento patologico della tibia rispetto al femore. Il legamento del ginocchio può agire da stabilizzatore primario di alcune traslazioni e rotazioni, limitando secondariamente anche altri movimenti articolari. Ad esempio, il legamento crociato anteriore (BCL) è uno stabilizzatore primario per la deviazione in valgo della tibia, ma agisce anche da limitatore secondario per lo spostamento anteriore della tibia rispetto al femore.

Il legamento crociato anteriore dell'articolazione del ginocchio è il principale limitatore dello spostamento anteriore della tibia a tutti gli angoli di flessione nell'articolazione del ginocchio, assumendo circa l'80-85% della resistenza a questo movimento. Il valore massimo di questa limitazione si osserva a 30° di flessione nell'articolazione. Il sezionamento isolato del LCA comporta una maggiore traslazione a 30° rispetto a 90°. Il LCA fornisce anche una limitazione primaria dello spostamento mediale della tibia in estensione completa e flessione a 30° nell'articolazione. Un ruolo secondario del LCA come stabilizzatore è quello di limitare la rotazione della tibia, soprattutto in estensione completa, e rappresenta un maggiore limite alla rotazione interna rispetto a quella esterna. Tuttavia, alcuni autori sottolineano che in caso di lesione isolata del LCA si verifica una minore instabilità rotazionale.

A nostro avviso, ciò è dovuto al fatto che sia il LCA che il LCP sono elementi dell'asse centrale dell'articolazione. L'entità della forza di leva esercitata dal LCA sulla rotazione della tibia è estremamente ridotta, ed è praticamente assente per il LCP. Pertanto, l'effetto sulla limitazione dei movimenti rotazionali da parte dei legamenti crociati è minimo. L'intersezione isolata del LCA e delle strutture posterolaterali (tendini del muscolo popliteo, del LCM, del grande popliteo-fibulare) porta a un aumento dello spostamento anteriore e posteriore della tibia, della deviazione in varo e della rotazione interna.

Componenti di stabilizzazione attiva-dinamica

Negli studi dedicati a questo argomento, si presta maggiore attenzione all'effetto dei muscoli sugli elementi legamentosi passivi di stabilizzazione mediante tensione o rilassamento a determinati angoli di flessione dell'articolazione. Pertanto, il muscolo quadricipite della coscia ha il maggiore effetto sui legamenti crociati dell'articolazione del ginocchio quando la tibia è flessa da 10 a 70°. L'attivazione del muscolo quadricipite della coscia porta a un aumento della tensione del LCA. Al contrario, la tensione del LCP diminuisce. I muscoli del gruppo posteriore della coscia (ischiocrurali) riducono leggermente la tensione del LCA quando la flessione supera i 70°.

Per garantire coerenza nella presentazione del materiale, ripeteremo brevemente alcuni dei dati che abbiamo discusso in dettaglio nelle sezioni precedenti.

La funzione stabilizzante delle strutture capsulo-legamentose e dei muscoli periarticolari verrà discussa più dettagliatamente più avanti.

Quali meccanismi assicurano la stabilità di un sistema così complesso organizzato in statica e dinamica?

A prima vista, le forze in gioco si controbilanciano sul piano frontale (valgo-varo) e sagittale (spostamento anteriore e posteriore). In realtà, il programma di stabilizzazione dell'articolazione del ginocchio è molto più profondo e si basa sul concetto di torsione, ovvero il meccanismo di stabilizzazione si basa su un modello a spirale. Pertanto, la rotazione interna della tibia è accompagnata dalla sua deviazione in valgo. La superficie articolare esterna si muove più di quella interna. All'inizio del movimento, i condili scivolano nella direzione dell'asse di rotazione nei primi gradi di flessione. Nella posizione di flessione con deviazione in valgo e rotazione esterna della tibia, l'articolazione del ginocchio è molto meno stabile rispetto alla posizione di flessione con deviazione in varo e rotazione interna.

Per capirlo, consideriamo la forma delle superfici articolari e le condizioni di carico meccanico su tre piani.

Le superfici articolari del femore e della tibia sono discongruenti, ovvero la convessità della prima è maggiore della concavità della seconda. I menischi le rendono congruenti. Di conseguenza, si hanno in realtà due articolazioni: menisco-femorale e mesico-tibiale. Durante la flessione e l'estensione nella sezione menisco-femorale dell'articolazione del ginocchio, la superficie superiore dei menischi entra in contatto con le superfici posteriore e inferiore dei condili femorali. La loro configurazione è tale che la superficie posteriore forma un arco di 120° con un raggio di 5 cm e la superficie inferiore di 40° con un raggio di 9 cm, ovvero ci sono due centri di rotazione e durante la flessione uno sostituisce l'altro. In realtà, i condili si ruotano a spirale e il raggio di curvatura aumenta costantemente in direzione antero-posteriore, mentre i centri di rotazione precedentemente menzionati corrispondono solo ai punti estremi della curva lungo la quale si muove il centro di rotazione durante la flessione e l'estensione. I legamenti laterali dell'articolazione del ginocchio originano in corrispondenza dei centri di rotazione. Man mano che l'articolazione del ginocchio si estende, i legamenti dell'articolazione del ginocchio vengono stirati.

Nella sezione menisco-femorale dell'articolazione del ginocchio si verificano movimenti di flessione ed estensione, mentre nella sezione menisco-tibiale, formata dalle superfici inferiori dei menischi e dalle superfici articolari della tibia, si verificano movimenti di rotazione attorno all'asse longitudinale. Questi ultimi sono possibili solo quando l'articolazione è piegata.

Durante la flessione e l'estensione, i menischi si muovono anche in direzione anteroposteriore lungo le superfici articolari della tibia: durante la flessione, i menischi si muovono all'indietro insieme al femore, e durante l'estensione, si muovono all'indietro, ovvero l'articolazione menisco-tibiale è mobile. Il movimento dei menischi in direzione anteroposteriore è causato dalla pressione dei condili del femore ed è passivo. Tuttavia, la trazione sui tendini dei muscoli semimembranoso e popliteo causa una parte del loro spostamento all'indietro.

Si può quindi concludere che le superfici articolari dell'articolazione del ginocchio sono incongruenti, esse sono rinforzate da elementi capsulo-legamentosi, i quali, quando caricati, sono soggetti a forze dirette su tre piani reciprocamente perpendicolari.

Il perno centrale dell'articolazione del ginocchio, che ne garantisce la stabilità, è costituito dai legamenti crociati dell'articolazione del ginocchio, che si completano a vicenda.

Il legamento crociato anteriore origina dalla superficie mediale del condilo laterale del femore e termina nella parte anteriore dell'eminenza intercondiloidea. È costituito da tre fasci: posterolaterale, anterolaterale e intermedio. A 30° di flessione, le fibre anteriori sono più tese di quelle posteriori, a 90° sono ugualmente tese e a 120° le fibre posteriori e laterali sono più tese di quelle anteriori. In estensione completa con rotazione esterna o interna della tibia, tutte le fibre sono tese. A 30° con rotazione interna della tibia, le fibre anterolaterali sono tese e le fibre posterolaterali sono rilassate. L'asse di rotazione del legamento crociato anteriore dell'articolazione del ginocchio si trova nella parte posterolaterale.

Il legamento crociato posteriore origina dalla superficie esterna del condilo mediale del femore e termina nella parte posteriore dell'eminenza intercondiloidea della tibia. È costituito da quattro fasci: anteromediale, posterolaterale, meniscofemorale (Wrisbcrg) e il legamento fortemente anteriore, o legamento di Humphrey. Sul piano frontale, è orientato con un angolo di 52-59°; sul piano sagittale di 44-59°. Tale variabilità è dovuta al fatto che svolge un duplice ruolo: durante la flessione, le fibre anteriori vengono stirate e, durante l'estensione, quelle posteriori. Inoltre, le fibre posteriori partecipano alla controazione passiva della rotazione sul piano orizzontale.

Nella deviazione in valgismo e nella rotazione esterna della tibia, il legamento crociato anteriore limita lo spostamento anteriore della porzione mediale del piatto tibiale, mentre il legamento crociato posteriore limita lo spostamento posteriore della sua porzione laterale. Nella deviazione in valgismo e nella rotazione interna della tibia, il legamento crociato posteriore limita lo spostamento posteriore della porzione mediale del piatto tibiale, mentre il legamento crociato anteriore limita la lussazione anteriore della porzione mediale.

Quando i muscoli flessori ed estensori della parte inferiore della gamba sono sottoposti a sforzo, la tensione del legamento crociato anteriore dell'articolazione del ginocchio varia. Pertanto, secondo P. Renstrom e SW Arms (1986), con una flessione passiva da 0 a 75°, la tensione del legamento dell'articolazione del ginocchio non cambia; con una tensione isometrica dei muscoli ischiocrurali, lo spostamento anteriore della tibia diminuisce (l'effetto massimo è tra 30 e 60°); la tensione isometrica e dinamica del muscolo quadricipite è accompagnata dalla tensione del legamento dell'articolazione del ginocchio, solitamente da 0 a 30° di flessione; la tensione simultanea dei flessori ed estensori della parte inferiore della gamba non aumenta la sua tensione a un angolo di flessione inferiore a 45°.

Perifericamente, l'articolazione del ginocchio è limitata dalla capsula con i suoi ispessimenti e legamenti, che sono stabilizzatori passivi che contrastano lo spostamento eccessivo della tibia in direzione anteroposteriore, la sua eccessiva deviazione e rotazione in varie posizioni.

Il legamento collaterale mediale laterale o tibiale è costituito da due fasci: uno superficiale, situato tra il tubercolo del condilo femorale e la superficie interna della tibia, e l'altro profondo, più ampio, che decorre anteriormente e posteriormente alla fascia superficiale. Le fibre profonde posteriori e oblique di questo legamento dell'articolazione del ginocchio vengono tese durante la flessione da un angolo di 90° alla completa estensione. Il legamento collaterale tibiale impedisce alla tibia di deviare eccessivamente in valgo e di ruotare esternamente.

Dietro il legamento collaterale tibiale dell'articolazione del ginocchio si trova una concentrazione di fibre chiamata nucleo fibro-tendineo postero-interno o punto angolare postero-interno.

Il legamento collaterale laterale o legamento collaterale fibulare è classificato come extra-articolare. Origina dal tubercolo del condilo laterale del femore e si inserisce sulla testa del perone. La funzione di questo legamento dell'articolazione del ginocchio è quella di impedire alla tibia un'eccessiva deviazione in varo e rotazione interna.

Posteriormente si trova il legamento fabello-fibulare, che origina dalla fabella e si inserisce sulla testa del perone.

Tra questi due legamenti si trova il nucleo fibro-tendineo postero-esterno o punto angolare postero-interno, formato dall'inserzione del tendine del muscolo popliteo e delle fibre più esterne degli ispessimenti della capsula (arco esterno dell'arco popliteo o legamenti dell'articolazione del ginocchio).

Il legamento posteriore svolge un ruolo importante nel limitare l'estensione passiva. È costituito da tre parti: una mediana e due laterali. La parte mediana è connessa all'estensione del legamento popliteo obliquo del ginocchio e alle fibre terminali del muscolo semimembranoso. Passando al muscolo popliteo, l'arco del legamento popliteo del ginocchio, con i suoi due fasci, completa le strutture mediane posteriori. Questo arco rinforza la capsula solo nel 13% dei casi (secondo Leebacher), e il legamento fabello-fibulare nel 20%. Esiste una relazione inversa tra l'importanza di questi legamenti incostanti.

I legamenti alari dell'articolazione del ginocchio, o retinacoli rotulei, sono formati da una moltitudine di strutture capsulo-legamentose: le fibre femoro-patellari, oblique e trasversali del vasto femorale esterno e interno, le fibre oblique della fascia larga della coscia e l'aponeurosi del muscolo sartorio. La variabilità della direzione delle fibre e l'intima connessione con i muscoli circostanti, che possono allungarle quando contratte, spiegano la capacità di queste strutture di svolgere la funzione di stabilizzatori attivi e passivi, simili ai legamenti crociati e collaterali.

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Basi anatomiche della stabilità rotazionale del ginocchio

I nuclei fibro-tendinei periarticolari (i nuclei fibro-tendinei peri-articolari) tra le zone di ispessimento della capsula articolare sono rappresentati da legamenti, tra i quali si distinguono quattro nuclei fibro-tendinei, ovvero diverse sezioni della capsula e degli elementi muscolo-tendinei attivi. I quattro nuclei fibro-tendinei si dividono in due anteriori e due posteriori.

Il nucleo fibro-tendineo anteriore mediale è situato davanti al legamento collaterale tibiale dell'articolazione del ginocchio e comprende le fibre del suo fascio profondo, i legamenti femoro-patellare e menisco-patellare mediale; il tendine del muscolo sartorio, il muscolo gracile, la parte obliqua del tendine del muscolo semimembranoso, le fibre oblique e verticali della parte tendinea del vasto femorale.

Il nucleo fibrotendineo posteromediale si trova dietro il fascio superficiale del legamento collaterale tibiale dell'articolazione del ginocchio. In questo spazio si distinguono il fascio profondo del suddetto legamento dell'articolazione del ginocchio, il fascio obliquo proveniente dal condilo, l'inserzione del capo interno del muscolo gastrocnemio e il fascio diretto e ricorrente del tendine del muscolo semimembranoso.

Il nucleo fibrotendineo anterolaterale è situato davanti al legamento collaterale fibulare e comprende la capsula articolare, i legamenti femoro-patellare e menisco-patellare laterale dell'articolazione del ginocchio e le fibre oblique e verticali del muscolo tensore della fascia lata.

Il nucleo fibrotendineo posterolaterale si trova dietro il legamento collaterale peroneo dell'articolazione del ginocchio. È costituito dal tendine popliteo, dal tendine fabello-peroneo, dalle fibre più superficiali provenienti dal condilo con fibre della parte esterna (arco) dell'arco popliteo (legamento dell'articolazione del ginocchio), dall'inserzione del capo laterale del muscolo gastrocnemio e dal tendine del bicipite femorale.

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