膝关节由胫股关节和髌股关节两个关节组成,主要有以下结构:
(1)骨/软骨:位于上方的股骨内、外侧髁,位于下方的胫骨内、外侧髁及平台,以及位于前方的髌骨,三者共同组成膝关节的骨性结构。髌骨为人体最大的籽骨,呈三角形,底朝上尖向下,前有股四头肌肌腱覆盖,后为光滑的关节软骨面,参与了伸膝装置的构成,具有重要的膝关节活动生物力学功能。
膝关节软骨是一种摩擦系数低且具有弹性的骨性结构。一般分为两层,即表层的透明软骨与深层的钙化软骨。透明软骨又可以细分为表层、中层、深层,水分含量高,弹性好。而钙化软骨位于深层,将透明软骨与软骨下骨组织分隔,有着重要的理化功能,在传导关节机械运动、维持软骨组织微环境,调控骨与软骨组织间液交换等方面起着重要作用。
(2)韧带:膝关节关节囊薄弱松弛,包绕膝关节,并借此把韧带分为囊内韧带和囊外韧带。
囊内韧带有膝交叉韧带,包括前交叉韧带与后交叉韧带。前交叉韧带起于胫骨髁间隆凸的前部,止于股骨外侧髁的内侧面,具有防止胫骨前移的作用。后交叉韧带起于胫骨髁间隆凸的后方,止于股骨内侧髁的外侧面,具有防止胫骨后移的作用。
右膝前方正视(髌骨掀起)
囊外韧带主要有髌韧带、胫侧副韧带和腓侧副韧带。髌韧带位于膝关节囊的正前方,是股四头肌肌腱向下延伸而形成,包绕髌骨的前方并从髌骨下极下行止于胫骨粗隆。胫侧副韧带位于膝关节的内侧,分深浅两层纤维,连接股骨内上髁与胫骨内侧髁。腓侧副韧带位于膝关节的外侧,起于股骨外上髁,远端与股二头肌肌腱汇合成联合肌腱结构,附着于腓骨小头上。
这些韧带共同参与维持膝关节的稳定性。
(3)半月板:半月板为一月牙状纤维软骨,分为呈“C”型的内侧半月板与呈“O”型的外侧半月板。两者填充于胫股关节间隙之间,边缘较厚而中央稍薄。半月板的中央部分无血液供应,营养主要来自关节滑液,而边缘区可由滑膜血管供血,根据半月板的血供可分为三个区:红区(血供区)、红白相间区、白区(无血供区)。因此若半月板撕裂部位位于白区或红白相间区则愈合困难。半月板的主要功能是维持膝关节的稳定性,承受、吸收、缓冲应力,散布滑液、润滑关节,协同膝关节屈伸旋转活动。
(4)滑膜:滑膜被覆于关节囊内层,由疏松结缔组织组成,属于一种高度代谢的组织,可以分泌滑膜液营养膝关节,并且能够去除基质、降解代谢产物,在维持膝关节的内环境平衡中起重要作用。滑膜一般分为滑膜表层以及滑膜下层。滑膜表层由纤维样滑膜细胞构成,滑膜下层由脂肪细胞、巨噬细胞、肥大细胞等组成并且富含血管与淋巴管。此外,滑膜还包括位于髌骨下方由脂肪组织和小血管组成的髌下脂肪垫,起营养膝关节与缓冲应力的作用。