隨著我國經(jīng)濟發(fā)展,居民生活水平的提升,肥胖已成為21世紀最嚴重的公共健康挑戰(zhàn)之一。截至目前,我國34.8%的人群存在超重問題,14.1%的人群存在更嚴重的肥胖問題。隨著體重的增加,會造成運動時膝關節(jié)生物力學改變,從而增加其損傷風險,也會使膝骨性關節(jié)炎的患病風險增高,給社會及患者本身帶來巨大的經(jīng)濟及心理負擔。因此,很有必要加強對超重/肥胖人群膝關節(jié)的保護。

為了研究這一日趨現(xiàn)象化健康風險課題,南方醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院人體解剖與組織胚胎學國家重點學科、廣東省數(shù)字醫(yī)學與生物力學重點實驗室的李鑒軼教授攜手南方醫(yī)科大學人體解剖學教研室賈蕊、汪斐碩士、中山火炬開發(fā)區(qū)人民醫(yī)院張洪濤主任醫(yī)師組建科研團隊,共同進行了一項關于如何加強對超重/肥胖人群膝關節(jié)的保護的研究。

2023年9月,該團隊在SCI期刊Front Bioeng Biotechnol(中科院小類二區(qū),影響因子5.7)發(fā)表了題為“The biomechanical effects of insoles with different cushioning on the knee joints of people with different body mass index grades”的研究論文。

該論文發(fā)現(xiàn),在理論上在運動中減少垂直地面反作用力可減小對下肢的沖擊力,從而緩解超重/肥胖人群膝關節(jié)壓力,達到保護效果。那么緩沖鞋墊由于可吸收沖擊能量,且具備舒適性、經(jīng)濟性等優(yōu)點已被廣泛應用于膝關節(jié)保護輔具之一,其中材料的緩沖性能是其發(fā)揮作用的關鍵因素。

為進一步確認不同緩沖性能的鞋墊對超重/肥胖人群膝關節(jié)保護作用,該研究選取了4款市面常用的減震吸能鞋墊,并招募15名正常體重,16名超重,15名肥胖,分別穿著傳統(tǒng)緩沖吸能鞋墊及三種密度不同的ACF緩沖吸能鞋墊進行跳深運動(受試者站于30cm高臺上雙手自然放于身體兩側(cè),從高臺跳下后立刻用盡力垂直向上跳起),記錄并比較跳深運動過程中穿著不同緩沖鞋墊時膝關節(jié)相關運動學與動力學指標,從而進一步分析其對膝關節(jié)的保護效果。

課題過程中研究了緩沖吸能鞋墊對生物力學和臨床結(jié)果的具體影響主要有以下幾個方面:

1. 1.減少垂直沖擊力:緩沖吸能鞋墊可以減少腳部受到的垂直沖擊力,從而降低對膝蓋關節(jié)的負荷。在理論上,減少這種沖擊力可以降低膝蓋關節(jié)受到的損傷風險。

2. 2.優(yōu)化膝蓋關節(jié)角度:通過使用緩沖吸能鞋墊,可以使膝蓋關節(jié)的角度得到優(yōu)化,從而改善膝蓋關節(jié)的活動范圍,提高關節(jié)的靈活性。

3. 3.改善足部姿勢:緩沖吸能鞋墊還可以改善足部的姿勢,從而減少因姿勢不良引起的膝蓋關節(jié)疼痛等問題。

4. 4.緩解疼痛:對于已經(jīng)患有膝蓋骨關節(jié)炎的人來說,緩沖吸能鞋墊可以緩解他們的疼痛癥狀。這是因為沖擊吸收鞋墊能夠減少膝蓋關節(jié)受到的沖擊力,從而減少對關節(jié)的損傷。

5. 5.改善功能能力:使用緩沖吸能鞋墊還可以改善人們的功能能力。這是因為緩沖吸能鞋墊能夠優(yōu)化膝蓋關節(jié)的角度和改善足部姿勢,從而提高人們的行走和站立能力。

研究結(jié)果表明,與傳統(tǒng)EVA緩沖鞋墊相比,三種較高緩沖性能的ACF人工軟骨緩沖吸能鞋墊均可降低跳深運動時膝關節(jié)的角度及力矩,改善跳深運動中超重/肥胖人群的膝關節(jié)生物力學指標,對膝關節(jié)起到更好的保護作用。

該研究課題進一得出,沖擊吸能鞋墊在生物力學方面的表現(xiàn)可以改善人們的足部姿勢和膝蓋關節(jié)角度,從而減少對膝蓋關節(jié)的損傷風險。同時,臨床結(jié)果也表明,使用ACF緩沖吸能鞋墊相對比傳統(tǒng)EVA緩沖鞋墊更能緩解膝蓋骨關節(jié)炎患者的疼痛癥狀并改善其功能能力。因此,對于膝蓋骨關節(jié)炎患者來說,使用ACF緩沖吸能鞋墊(ACF人工軟骨鞋墊)是一種有效的保守管理策略。