The relationship between subchondral bone strength cartilage thicknees and contact pressure of the tibiofemoral joint

Abstract

Six fresh knee specimens of human cadevera were tested. Contact pressure of the femoro-tibial joint was measured by transistor pressure gauges which were connected to pipes (1.5mm diameter) inserted in the cartilage of the tibia plateau. To measure the subchondral bone strength, a pointed-needle for penetration test, having a base diameter 2.5mm with 90 degree conical profile was advanced at the conant speed (1.0mmısec.) at a right angle to an articular surface. Thereafter, cartilage thickness was measured by trepanning cartilage. Contact pressure was high at the areas uncovered by the menisci. The subchondral bone strengt showed high values at the area uncovered by the meniscus on the medial tibia plateau and at the areas uncovered and covered by the meniscus, which extended posteriorly from the uncovered area on the lateral tibia plateau. The distribution of the subchondral bone strength of the femur condyle was roughly congruous with that of the tibia plateau. The distribution of the cartilage thickness was similar to that of the subchondral bone strength. From these results, the areas of high values of subchondral bone strength and cartilage thickness were coincident with those on which high stress was applied.

Özet

İnsan kadavrasından elde edilen 6 taze diz örneği test edilmiştir. Femoral tibial eklemde temas basıncı tibial plato kıkırdağına gömülmüş 1.5 mm çaplı borucuklara bağlı transistör basınç ölçerlerle ölçülmüştür. Subkondral kemik kuvvetini ölçerken, 90° konik profili olan 2.5mm taban çapı sivri bir iğne eklem yüzeyine dik açıyla sabit hızda (1 mm/sn) ilerletilmiştir. Sonrasında kıkırdak kalınlığı burguyla delerek saptanmıştır. Temas basıncı meniskler tarafından örtülmeyen bölgelerde yüksekti. Subkondral kemik kuvveti medial tibial platoda meniskler tarafından örtülmemiş alanlarda yüksekti. Lateral tibial platodaysa örtülmeyen ve örtülen bölgelerde yüksekti. Femur kondilindeki subkondral kemik kuvveti tibial platonunkiyle kabaca uyumluydu. Kıkırdak kalınlığının dağılımı subkondral kemik kuvvetine benzerdi. Bu sonuçlara göre, yüksek subkondral kemik kuvvetinin ve fazla kıkırdak kalınlığının aşırı strese maruz kalan bölgelere karşılık geldiği saptanmıştır.