Упругость LCF человека. Обзор

 

Упругость ligamentum capitis femoris человека. Обзор

Архипов С.В. 

Содержание [i] Резюме [ii] Введение [iii] Понятие упругости [iv] Первая оценка упругости [v] Объективное измерение упругости [vi] Значение упругости LCF [vii] Список литературы [viii] Приложение

---

[i] Резюме

Представлены основные сведения об упругости ligamentum capitis femoris (LCF), прежде всего, человека в норме и патологии.

---

[ii] Введение

В конце 20-го века наш предметный анализ доступных источников информации, показал, что характеристики LCF недостаточно освещена даже в специальной литературе. Представление о роли анатомического элемента возможно составить на основе сведений о его механических свойствах. Указанное подвигло заняться собственными научными изысканиями. Параллельно накапливались и анализировались мнения иных авторов. Этот процесс продолжается до сих пор. Здесь мы планируем собирать все значимые цитаты и мысли, касающиеся упругости LCF, прежде всего, человека. 

---

[iii] Понятие упругости

Под упругостью понимается свойство макроскопических тел сопротивляться изменению их объема и / или формы под действием механических напряжений, обусловленных изменением внутренней энергии тела. Напряжения могут быть вызваны внешней нагрузкой, объемными силами, а также температурными градиентами. В реальных телах действие напряжений вызывает обратимую упругую деформацию, обратимую неупругую деформацию и необратимую пластическую деформацию, сохраняющуюся после снятия нагрузки (1966ВведенскийБА_ВулБМ).

Вместо термина упругость реже применяется его синоним – эластичность. В технике эластичность материала количественно определяется модулем упругости, который указывает величину механического напряжения, необходимого для деформации равной единице. Чем больше модуль упругости, тем сложнее деформировать материал. Второй параметр – предел упругости (предел текучести). Он указывает максимальное механическое напряжение, которое может возникнуть до начала пластической деформации (en.wikipedia.org). Единицей измерения обоих параметров в системе Си является паскаль (Па; то есть Н/м²). Известны три основных типа модуля упругости. Модуль Юнга – описывает упругость при растяжении или тенденцию деформироваться вдоль оси действующей силы. Модуль сдвига (жесткости) – описывает тенденцию к сдвигу при действии противоположно направленных сил. Объемный модуль – описывает объемную упругость или тенденцию к деформации тела во всех направлениях (en.wikipedia.org).

---

[iv] Первая оценка упругости

Первым указал на свойство упругости присущее LCF Гален Пергамский (2-3 век) в десятой главе второй книги трактата «Об анатомических мероприятиях»: «Бедренное сочленение имеет одну круговую связку (σύνδεσμον) – общую для всех суставов (ибо нет ни одного сустава, которого бы не окружала такая связка) и другую, глубоко сокрытую в сочленении, которая соединяет головку бедра с тазовой впадиной; и она очень упругая (σκληρός), так что ее можно называть уже хрящевидной жилой (νεῦρον χονδρῶδες)» (1821KühnCG, перевод с греческого профессора И.В. Пролыгиной; 2020ArkhipovSV_ProlyginaIV).

По словам Галена у LCF свойство упругости очень выраженное. Как мы понимаем, согласно мнению автора, оно такое же, как и у волокнистого хряща. Вероятно, оценка упругости LCF Галеном сделана при морфологическом исследовании тазобедренного сустава без признаков патологии у молодого индивидуума: гладиатора, солдата, мертворожденного. Пытаясь растянут LCF, врач не наблюдал значимого удлинения, что отразил словосочетанием «очень упругая».

---

[v] Объективное измерение упругости

В литературе имеются редкие сведения об измерении упругости LCF и параметров, связанных с этим свойством. 

• H.H. Chen и соавт. (1996) нашли, что у изолированной LCF при асептическом некрозе головки бедренной кости в возрасте 48±20 лет линейная предельная деформация 57.35±35.80%, энергия деформации отказа 1.22±1.04 Дж, плотность энергии деформации разрушения 0.44±0.39 Дж, линейный модуль (модуль упругости «Юнга») 4.72±3.31 МПа, линейная жесткость (модуль сдвига) 41.53±23.42 Н/мм. При переломе шейки бедренной кости для возраста 70±7 лет линейная предельная деформация 41.15±29.77% (p = 0.1), энергия деформации отказа 0.41±0.39 Дж (p < 0.01), плотность энергии деформации разрушения 0.33±0.28 Дж, линейный модуль (модуль упругости «Юнга») 8.69±7.97 МПа, линейная жесткость (модуль сдвига) 43.48±37.12 Н/мм. 

• В труде А.К. Орлецкого и соавт. (2004) представлены результаты исследования прочностных свойств аутопсийных образцов усредненная сила разрушения LCF оказалась равной 174 Н при колебаниях от 80 до 310 Н. Характерно было ступенчатое разрушение связки, в одном из экспериентов на диаграмме насчитали 14 пиков. Удлинение LCF составило в среднем 20 мм c пределом колебаний от 13 до 28.3 мм.  Величина удлинения может пролить свет на упругость анатомической структуры, размеры которой составляли примерно 33 мм длиной, шириной 13 мм, толщиной 3 мм.   

• D. Wenger и соавт. (2007) произвели тестирование LCF домашней свиньи. Выяснено, что LCF разрушалась ступенчато, а средняя предельная нагрузка до разрушения составила 882±168 Н, средние значения жесткости и напряжения разрушения были рассчитаны как 86±25 Н/мм и 10±2 МПа. По мнению авторов предельная нагрузка на круглую связку в свиной модели аналогична таковым для передней крестообразной связки человека.  

• Исследования F. Gao и соавт. (2008) показали, что максимальная нагрузка LCF иссеченной из сустава, составила 216.15±20.00) Н, максимальное напряжение – 15.88±1.47 МПа, максимальная деформация – 14.40±1.28 %, а модуль упругости – 252.8±23.0 МПа. Максимальная растягивающая нагрузка, максимальное напряжение, максимальная деформация и модуль упругости LCF были меньше, чем у подвздошной связки (P<0.05). Материал для исследования предоставлен кафедрой анатомии Медицинского университета Бетюн. 

• M.J. Philippon и соавт. (2014) изучили механические свойства LCF, прикрепленной к костям (средний возраст трупа 53.6 лет), установив, что при достижении нагрузки 75±30 Н, деформация составила 5.69±2.28 мм, предел текучести 1.36±0.61 МПа, линейная жесткость 16±6 Н/мм, модуль упругости 9.24±3.14 МПа, смещение при отказе 20.56±10.22 мм. 

• V. Perumal и соавт. (2019) экспериментально определили механические свойства LCF у бальзамированных трупов (средний возраст 85.7±7.5 лет). В первой серии опытов нагрузка LCF растяжением создавалась поступательным извлечением головки бедренной кости в положении 20° аддукции длинной оси шейки бедра по отношению к плоскости входа в вертлужную впадину. Во второй серии опытов нагрузка LCF растяжением обеспечивалась поступательным извлечением головки бедренной кости в позиции отведения, при которой длинная ось шейки бедра была перпендикулярна плоскости входа в вертлужную впадину. При аддукции 20° модуль упругости LCF составил 7.0±3.7 МПа, а линейная жесткость – 5.2±4.1 Н/мм. При отведении модуль упругости был равен 7.4±4.2 МПа, а линейная жесткость – 5.6±3 Н/мм. Средние значения для обеих серий: модуль упругости 7.2±3.8 МПа, а линейная жесткость 5.4±3.5 Н/мм. 

• V.M. Stetzelberger и соавт. (2024) изучили механические характеристики LCF у лиц со средним возрастом 27±8 лет, 61% (19) участников были мужчинами. Основным показанием к операции забора образца был фемороацетабулярный импинджмент. Предельная нагрузка до разрушения составила 126±92 Н, прочность на разрыв – 1±1 МПа, жесткость 24±15 Н/мм и модуль упругости 7±5 МПа. После учета потенциальных сопутствующих факторов, таких как возраст, дегенерация ямки головки бедренной кости / ямки вертлужной впадины и морфология вертлужной впадины / бедренной кости, установлено, что женский пол был независимым фактором более высокой прочности на разрыв, жесткости и модуля упругости. Чрезмерная версия бедренной кости была независимо связана с более низкой нагрузкой до разрушения (HR 122 [95% CI 47–197]) и жесткостью (HR 15 [95% CI 2–27]).  

---

[vi] Значение упругости LCF

Величина модуля упругости для LCF имеет важнейшую роль наряду с прочностью. Данная структура расположена и функционирует в жестко ограниченном пространстве – ямке и вырезке вертлужной впадине. В случае удлинения LCF, под действием нагрузки, ее дистальный конец неизбежно вступит в контакт с внутренним краем полулунной поверхности. Это возможно при форсированной аддукции, супинации и пронации в тазобедренном суставе. В случае продолжающегося движения LCF может быть отсечена от места крепления внутренним краем полулунной поверхности, как гильотиной. На наш взгляд при удлиненной LCF более опасна аддукция бедра, особенно во время ходьбы с дополнительной нагрузкой и дискоординированном наклоне таза вниз во фронтальной плоскости (Рис. 1).

 

Рис. 1. Механизм повреждения LCF при низком модуле упругости и аддукции бедра в вертикальной одноопорной позе; красной стрелкой указана область вертлужной впадины, которая наносит повреждение (из 2019ArkhipovSV_SkvortsovDV).

При относительно высокой твердости LCF и низком модуле упругости, возможно постепенное локальное истирание хряща полулунной поверхности вертлужной впадины. Узуры могут появиться в тех областях, где наиболее часто соприкасается дистальный конец LCF и суставной хрящ вертлужной впадины (Рис. 2).

 

Рис. 2. Вид на вертлужную впадину после извлечения головки бедренной кости; наблюдаются две узурации суставного хряща в верхнем (синяя стрелка) и переднем (красная стрелка) секторе полулунной поверхности, являющиеся следствием давления на хрящ более твердой LCF (препарат к.м.н. Е.В. Огарева).

Модуль упругости LCF изменяется при отдельных патологических состояниях. Например, при синдроме Элерса-Данлоса (Ehlers-Danlos Syndrome) нарушается структурная целостность коллагена, что повышает эластичностью связок и вызывает гипермобильность суставов (2015HammarstedtJE_DombBG). Вследствие указанного, при данном синдроме наблюдается повреждения LCF, а также значительно ухудшается прогноз ее реконструкции (2020RosinskyPJ_DombBG; 2021KnapikDM_ChahlaJ).

---

[vii] Список литературы

Arkhipov SV, Prolygina IV. Ancient Textual Sources on Ligamentum Teres: Context and Transmission. MLTJ. 2020;10(3)536-46. mltj.online,   mltj.online/pdf

Arkhipov SV, Skvortsov DV. Ligamentum capitis femoris: first written mentions. MLTJ. 2019;9(2)156-64. researchgate.net ,  mltj.online

Chen HH, Li AF, Li KC, Wu JJ, Chen TS, Lee MC. Adaptations of ligamentum teres in ischemic necrosis of human femoral head. Clin Orthop Relat Res. 1996;(328)268-75.  journals.lww.com

Gao F, Yang Y, Ma H. Tensile properties of iliac ligament versus femoral head ligament. J Clin Rehab Tissue Eng Res. 2008;26:5105-8. caod.oriprobe.com   

Hammarstedt JE, Redmond JM, Gupta A, Domb BG. Arthroscopic ligamentum teres reconstruction of the hip in Ehlers-Danlos syndrome: a case study. Hip International. 2015;25(3)286-91.  journals.sagepub.com

Knapik DM, Farivar D, Kunze KN, Gilat R, Nho SJ, Chahla J. Indications and outcomes after ligamentum teres reconstruction: a systematic review. Arthroscopy, Sports Medicine, and Rehabilitation. 2021;3(3)e939-e949. arthroscopysportsmedicineandrehabilitation.org ,  sciencedirect.com

Kühn CG. Clavdii Galeni Opera omnia. Editionem cvravit D. Carolvs Gottlob Kühn, professor physiologiae et pathologiae in literarvm vniversitate Lipsiensi pvblicvs ordinarivs etc. Tom. II. Lipsiae: prostat in officina libraria Car. Cnoblochii, 1821.  archive.org

Perumal V, Scholze M, Hammer N, Woodley S, Nicholson H. Load‐deformation properties of the ligament of the head of femur in situ. Clinical Anatomy. 2019;33(5)705-13.  onlinelibrary.wiley.com

Philippon MJ, Rasmussen MT, Turnbull TL, Trindade CA, Hamming MG, Ellman MB, Harris M, LaPrade RF, Wijdicks CA. Structural Properties of the Native Ligamentum Teres. Orthop J Sports Med. 2014;2(12)2325967114561962.  journals.sagepub.com

Rosinsky PJ, Annin S, Maldonado DR, Kyin C, Meghpara MB, Shapira J, Lall AC, Domb BG. Arthroscopic ligamentum teres reconstruction: Minimum 2-year patient reported outcomes with sub-analysis of patients with EhlerseDanlos syndrome. Arthroscopy 2020;36(8)2170-82.  sciencedirect.com

Stetzelberger VM, Nishimura H, Hollenbeck JF, Garcia A, Brown JR, Schwab JM, Philippon JM, Tannast M. How strong is the ligamentum teres of the hip? A biomechanical analysis. Clinical Orthopaedics and Related Research. 2024;482(9)1685-95. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov , journals.lww.com , ovid.com 

Wenger D, Miyanji F, Mahar A, Oka R. The mechanical properties of the ligamentum teres: a pilot study to assess its potential for improving stability in children’s hip surgery. J Pediatr Orthop. 2007;27(4)408-10. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov

Введенский БА, Вул БМ (Ред.). Физический энциклопедический словарь. Том 5. Спектр – Яркость. Москва: Советская энциклопедия. 1966.  ru.1lib.sk

Гален К. О назначении частей человеческого тела. Пер. С. П. Кондратьева, под ред. и с примеч. В. Н. Терновского, вступ. ст. В. Н. Терновского и Б. Д. Петрова. Москва: Медицина, 1971. bookvoed.ru

Орлецкий АК, Малахова СО, Морозов АК, Огарев ЕВ. Артроскопическая хирургия тазобедренного сустава. Под ред. акад. С.П. Миронова. Москва, 2004.

---

[viii] Приложение 

Автор статьи

Архипов С.В. – независимый исследователь, кандидат медицинских наук, врач-хирург, травматолог-ортопед, медицинский писатель, Йоенсуу, Финляндия.

Адрес для переписки: Сергей Архипов, эл. почта: archipovsv @ gmail.com

 

История статьи

24.11.2025 - опубликована интернет-версия статьи. 

 

Рекомендуемое цитирование

Архипов СВ. Упругость ligamentum capitis femoris человека: Обзор. О круглой связке бедра. 24.11.2025. https://kruglayasvyazka.blogspot.com/2025/11/lcf_54.html

 

Примечание

Интернет-версия подразумевает периодические дополнения (см. Историю статьи).

Статья является дальнейшим развитием библиографического раздела (КАТАЛОГ ЛИТЕРАТУРЫ), а именно анализом и синтезом собранных в нем сведений.

Оригиналы цитат см. на ресурсе: https://roundligament.blogspot.com

 

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, круглая связка, связка головки бедренной кости, свойства, упругость, механические свойства, характеристика

---

NB! Добросовестная практика использования: копирование для целей критики, обзора, комментариев, исследований и частного изучения в соответствии с Законами об авторском праве: Copyright Laws of the US: 17 U.S.C. §107; Copyright Law of the EU: Dir. 2001/29/EC, art.5/3a,d; Copyright Law of the RU: ГК РФ ст.1274/1.1-2,7.

 СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

МОРФОЛОГИЯ И СВОЙСТВА

ХАРАКТЕРИСТИКИ И СВОЙСТВА