Đặc điểm giải phẫu sụn chêm khớp gối

Khớp gối là một khớp phức hợp có kích thước lớn, chịu lực của toàn bộ tải trọng cơ thể. Khớp gối có cấu tạo phức tạp với nhiều thành phần. Tầm hoạt động của khớp gối khá lớn nên rất dễ bị tổn thương, khi đó có thể tổn thương ở toàn bộ khớp gối hoặc tổn thương các thành phần cấu tạo của khớp.

Về hình thái giải phẫu, khớp gối được cấu tạo bởi 3 xương là: xương đùi, xương chày và xương bánh chè, trong đó có 2 miếng sụn có hình chêm với tác dụng hấp thụ các xung lực từ xương đùi truyền xuống xương chày, sụn này được gọi là sụn chêm. Sụn chêm khớp gối có đặc tính dẻo dai như cao su, đóng vai trò như lớp đệm êm cho khớp gối và giữ khớp gối vững chắc hơn.

Ở mỗi khớp gối có 2 sụn chêm, vị trí nằm ở phía trong và phía ngoài khớp nên được gọi là sụn chêm trong và sụn chêm ngoài. Cấu tạo sụn chêm gồm có 3 phần là sừng trước, sừng sau và thân giữa; có 2 bờ là bờ bao khớp bám vào bao khớp (còn gọi là bờ ngoại vi) và bờ tự do (hay còn gọi là bờ trung tâm).

Giải phẫu sụn chêm khớp gối phân chia làm 2 phần trong ngoài là sụn chêm trong và sụn chêm ngoài, vị trí ở giữa mặt khớp lồi cầu đùi và mâm chày, sụn chêm dính chặt vào bao khớp ở bờ chu vi và có liên hệ với sự chuyển động của khớp gối. Mỗi sụn chêm có độ dày trung bình khoảng 3-5 mm. Ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ, sụn chêm có hình dạng bán nguyệt, cấu tạo đầy đủ mạch máu, tuy nhiên sau khi trẻ lớn dần thì số lượng mạch máu giảm dần theo hướng về phía trung tâm.

Sụn chêm trong có hình dạng giống như chữ C, chiều dài khoảng 5-6cm. Vị trí của sụn chêm trong bắt đầu từ diện trước gai, đi vòng theo mâm chày trong ra phía sau và kết thúc ở diện sau gai, phần bờ ngoại vi dính của sụn dính chặt vào bao khớp trong. Cấu trúc sụn chêm trong có đặc điểm phần sừng sau (16-20mm) thường rộng hơn sừng trước (8-10mm). Vị trí của sừng trước bám chặt vào các cấu trúc như mâm chày (phía trước gai chày trước) và dây chằng chéo trước, còn sừng sau bám chặt vào mâm chày sau ở vị trí phía trước nơi bám dây chằng sau. Sụn chêm trong có mối liên quan chặt chẽ với dây chằng bên trong sau và gân cơ bán mạc... Chính mối quan hệ giải phẫu sụn chêm với các thành phần xung quanh đã giúp hạn chế được sự di chuyển của sụn chêm khi vận động gấp duỗi của khớp gối, vì vậy tổn thương sụn chêm trong thường được bắt gặp trong các chấn thương khớp gối.

Sụn chêm ngoài có hình dạng tương tự như chữ O. Sụn chêm ngoài bao phủ lên bề mặt của khớp mâm chày và có diện tích rộng hơn so với sụn chêm trong. Sụn chêm ngoài bắt đầu từ diện trước gai, hơi nhô ra phía ngoài so với vị trí bám của dây chằng chéo trước mâm chày. Ở sụn chêm ngoài, sừng trước và sừng sau rộng bằng nhau (12-13 mm). Đặc điểm giải phẫu sụn chêm ngoài là nó sẽ chạy theo hướng vòng ra phía sau theo bờ mâm chày ngoài, sau đó bám vào diện sau gai cùng với các dây chằng đùi sụn chêm và dây chằng chéo sau. Trên suốt đường đi chỉ 1 phần sụn chêm ngoài dính vào bao khớp bên ngoài. Ở giữa sừng trước của 2 sụn chêm là vị trí của dây chằng liên gối, đi vắt ngang qua nhưng cấu trúc này thường không hằng định.

Cấu tạo sụn chêm bao gồm các mô sợi sụn (còn gọi là fibrocartilage) chiếm tỉ lệ 75%, elastin và proteoglycan chiếm 25%. Các loại sợi này sắp xếp với nhau theo cấu trúc không gian ba chiều, chúng đan chéo vào nhau tạo nên mạng lưới rất chắc chắn trong đó: loại ngang chiếm 2/3 phía trong, xếp nhiều từ trong ra ngoài có tác dụng chịu sức tải ép, loại dọc đi vòng quanh chiếm 1/3 ngoài có tác dụng chịu sức căng, loại đứng dọc vùng trung gian có nhiệm vụ nối kết các sợi trên. Nhờ cấu trúc mô học hoàn thiện nên sụn chêm khớp gối có khả năng truyền tải lực tốt hơn.

Cấu tạo của hệ mạch máu nuôi sụn chêm gồm có: Động mạch gối ngoài và gối trong chịu trách nhiệm cung cấp máu cho sụn chêm ngoài và sụn chêm trong. Các nhánh nhỏ của 2 động mạch trên sẽ cung cấp máu nuôi 2 sụn chêm theo chiều hướng giảm dần từ bờ ngoại vi (nơi sụn chêm và bao khớp tiếp giáp nhau) đến bờ tự do. Sự phân bố hệ mạch máu nuôi dưỡng sụn chêm được phân chia làm 3 vùng rõ rệt, đặc biệt nổi trội ở sừng trước và sừng sau, riêng ở sừng giữa chỉ có phần nền là được cung cấp máu nuôi.

• Vùng giàu mạch máu nuôi: Vùng sụn chêm giàu mạch máu nằm ờ 1/3 ngoài (bờ bao khớp) với đầy đủ mạch máu vì vậy nếu xảy ra rách sụn chêm ở vị trí này rất dễ phục hồi nếu phát hiện và điều trị đúng, kịp thời;
• Vùng trung gian: nằm ở vị trí 1/3 giữa, tại đây các mạch máu bắt đầu giảm dần, những tổn thương sụn chêm có thể lành lại khi điều trị đúng nhưng kết quả thường kém khả quan hơn so với vùng 1/3 ngoài.
• Vùng vô mạch: đây là vùng sụn chêm nằm ờ 1/3 trong (bờ tự do) và không có mạch nuôi dưỡng, do đó tổn thương rách sụn chêm nếu xảy ra ở vùng này thì không có khả năng phục hồi, thường phải phẫu thuật sụn chêm và cắt bỏ phần rách.

Đặc điểm giải phẫu sụn chêm về mặt thần kinh chi phối: Thần kinh sẽ đi theo cùng với hệ mạch máu nuôi dưỡng sụn chêm. Hệ thần kinh của sụn chêm nằm trong lớp áo ngoài của mạch máu, sau đó đi vào sụn chêm rồi bắt đầu phân nhánh cùng các bó sợi collagen tạo thành mạng lưới thần kinh. Thần kinh tập trung chủ yếu ở 1⁄3 ngoài của sụn chêm, đóng vai trò bảo vệ khớp gối chống lại những cử động bất thường.

Khớp gối của chúng ta phải chịu một lực bằng 5-6 lần trọng lượng cơ thể khi chúng ta bước đi. Trong mỗi cử động, lực tác động lên sụn chêm sẽ thay đổi tùy theo tư thế, cụ thể: 50% trọng lực truyền qua sụn chêm ở tư thế gối duỗi thẳng và có thể tăng lên 85% ở tư thế gối gập. Khớp gối còn sụn chêm nguyên vẹn (không bị tổn thương) sẽ có khả năng hấp thụ lực và giảm xóc cao hơn đến 20% so với khớp gối đã bị phẫu thuật sụn chêm.

Như vậy sụn chêm có vai trò giảm xóc, hấp thu và truyền lực đều từ lồi cầu xương đùi xuống đến xương chày, từ đó làm giảm tối thiểu các sang chấn cho sụn khớp. Bên cạnh đó, sụn chêm nguyên bèn có khả năng chịu được lực tác động bằng khoảng 45% trọng lượng cơ thể và có khả năng di động trên bề mặt mâm chày tương ứng với khi chúng ta gấp hoặc duỗi gối. Cấu tạo sụn chêm với mặt cong có tác dụng phân phối lực và chuyển bớt từ 30-55% lực sang ngang, khi sụn chêm còn nguyên vẹn thì diện tiếp xúc sẽ tăng lên 2.5 lần.

Sụn chêm là cấu trúc góp phần cho sự vững chắc của khớp gối. Nhiều nghiên cứu tin cậy đã chứng minh, do đặc điểm phần sừng trước và sừng sau sụn chêm gắn chặt vào mâm chày nên khi cơ thể chuyển động, hình dạng sụn chêm bắt buộc phải thay đổi (đặc biệt là khi gấp duỗi gối, xoay trong, xoay ngoài) để tương thích với diện tiếp xúc giữa lồi cầu đùi và mâm chày. Sụn chêm ngoài có khả năng di động theo hướng trước sau nhiều gấp đôi so với sụn chêm trong, cụ thể sụn chêm ngoài có thể di chuyển khoảng 11.5 mm, còn sụn chêm trong là chỉ khoảng 5.1 mm. Bên cạnh đó, sụn chêm ngoài có khả năng chuyển động trong giới hạn từ 5-100 độ, trong khi sụn chêm trong là 17-200 độ mỗi khi gối gập.

Sụn chêm mang lại sự tương hợp giữa 2 mặt tiếp xúc, giúp hoạt dịch được phân bổ đều để vừa bôi trơn vừa dinh dưỡng sụn khớp. Bên cạnh đó, chúng cũng đóng vai trò lấp đầy khe khớp gối, điều này hạn chế các thành phần như bao khớp và hoạt mạc kẹt vào khe khớp.