随着我国经济发展,居民生活水平的提升,肥胖已成为21世纪最严重的公共健康挑战之一。截至目前,我国34.8%的人群存在超重问题,14.1%的人群存在更严重的肥胖问题。随着体重的增加,会造成运动时膝关节生物力学改变,从而增加其损伤风险,也会使膝骨性关节炎的患病风险增高,给社会及患者本身带来巨大的经济及心理负担。因此,很有必要加强对超重/肥胖人群膝关节的保护。
为了研究这一日趋现象化健康风险课题,南方医科大学基础医学院人体解剖与组织胚胎学国家重点学科、广东省数字医学与生物力学重点实验室的李鉴轶教授携手南方医科大学人体解剖学教研室贾蕊、汪斐硕士、中山火炬开发区人民医院张洪涛主任医师组建科研团队,共同进行了一项关于如何加强对超重/肥胖人群膝关节的保护的研究。
2023年9月,该团队在SCI期刊Front Bioeng Biotechnol(中科院小类二区,影响因子5.7)发表了题为“The biomechanical effects of insoles with different cushioning on the knee joints of people with different body mass index grades”的研究论文。
该论文发现,在理论上在运动中减少垂直地面反作用力可减小对下肢的冲击力,从而缓解超重/肥胖人群膝关节压力,达到保护效果。那么缓冲鞋垫由于可吸收冲击能量,且具备舒适性、经济性等优点已被广泛应用于膝关节保护辅具之一,其中材料的缓冲性能是其发挥作用的关键因素。
为进一步确认不同缓冲性能的鞋垫对超重/肥胖人群膝关节保护作用,该研究选取了4款市面常用的减震吸能鞋垫,并招募15名正常体重志愿者,16名超重志愿者,15名肥胖志愿者,分别穿着传统缓冲吸能鞋垫及三种密度不同的ACF缓冲吸能鞋垫进行跳深运动(受试者站于30cm高台上双手自然放于身体两侧,从高台跳下后立刻用尽力垂直向上跳起),记录并比较跳深运动过程中志愿者穿着不同缓冲鞋垫时膝关节相关运动学与动力学指标,从而进一步分析其对膝关节的保护效果。
课题过程中研究了缓冲吸能鞋垫对生物力学和临床结果的具体影响主要有以下几个方面:
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1.减少垂直冲击力:缓冲吸能鞋垫可以减少脚部受到的垂直冲击力,从而降低对膝盖关节的负荷。在理论上,减少这种冲击力可以降低膝盖关节受到的损伤风险。
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2.优化膝盖关节角度:通过使用缓冲吸能鞋垫,可以使膝盖关节的角度得到优化,从而改善膝盖关节的活动范围,提高关节的灵活性。
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3.改善足部姿势:缓冲吸能鞋垫还可以改善足部的姿势,从而减少因姿势不良引起的膝盖关节疼痛等问题。
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4.缓解疼痛:对于已经患有膝盖骨关节炎的人来说,缓冲吸能鞋垫可以缓解他们的疼痛症状。这是因为冲击吸收鞋垫能够减少膝盖关节受到的冲击力,从而减少对关节的损伤。
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5.改善功能能力:使用缓冲吸能鞋垫还可以改善人们的功能能力。这是因为缓冲吸能鞋垫能够优化膝盖关节的角度和改善足部姿势,从而提高人们的行走和站立能力。
研究结果表明,与传统EVA缓冲鞋垫相比,三种较高缓冲性能的ACF人工软骨缓冲吸能鞋垫均可降低跳深运动时膝关节的角度及力矩,改善跳深运动中超重/肥胖人群的膝关节生物力学指标,对膝关节起到更好的保护作用。
该研究课题进一得出,冲击吸能鞋垫在生物力学方面的表现可以改善人们的足部姿势和膝盖关节角度,从而减少对膝盖关节的损伤风险。同时,临床结果也表明,使用ACF缓冲吸能鞋垫相对比传统EVA缓冲鞋垫更能缓解膝盖骨关节炎患者的疼痛症状并改善其功能能力。因此,对于膝盖骨关节炎患者来说,使用ACF缓冲吸能鞋垫(ACF人工软骨鞋垫)是一种有效的保守管理策略。
