半月板損傷

「半月板に衝撃吸収能力はない」という衝撃の論文

半月板に衝撃吸収能力がないとする衝撃の論文が公表されています。

原著である英語論文のタイトルも”The shocking truth about meniscus”と似たようなジョークをかましています笑

半月板

一般的には半月板の主な役割のひとつが「膝の衝撃吸収」とされており、それを否定するのはなかなか衝撃的な内容です。

誤解を招く可能性のある論文であるので、その中身について解説したほうがいいと思い記事を書かせていただくことにしました。

 

ポイント

  • 半月板に衝撃吸収能力がないとする論文の計算式に疑問があります。
  • 計算式が間違っていると、導き出される結論が少し変わる可能性があります。
  • 半月板に衝撃能力があると考えたほうが現実的かと思います。

 

半月板に衝撃吸収能力がないとする論文の検証

私の結論から言いますと、半月板に衝撃吸収能力がないとする論文は、計算式が誤っている可能性があるということで、

半月板に衝撃吸収能力がないと主張するには根拠が弱すぎると思います。

 

衝撃吸収能力の計算式は以下の2つの図で表すことができ、この論文では前者を主張していますが、私個人的には後者を支持しています。

どちらも理論上は衝撃吸収能力と捉えることができるのですが、そこには議論があります。

 

衝撃吸収能力(弾力エネルギー)

この図はどちらかというと弾力性や弾力エネルギーの大きさを測定している意味合いが強いです。

参照https://revisionscience.com/a2-level-level-revision/physics-level-revision/force-motion/solid-materials/rubber

ポイント

  • エネルギーの跳ね返りを測定でき、エネルギーが跳ね返ってこなかった分はどこかに失われたと考えられます。
  • 面積が大きいほどエネルギーが失われたと考えられ、衝撃吸収能力があると解釈することもできます。
  • どちらかというとランニングスピードやジャンプ力などの弾性エネルギーを測定するのに適しています。

 

確かに理論上は衝撃吸収能力とも言えるのですが、実質的には弾力エネルギーを測定している面が強いです

この考え方だとバネやゴム、トランポリンなどは衝撃吸収能力は弱い、ということになります。

 

この計算式を根拠に「半月板に衝撃吸収力がない」と論文は主張しているので、誤解が生まれる可能性があるのではないかと個人的には思います。

 

衝撃吸収能力(クッション)

一般的にはこちらの図のほうが衝撃吸収能力を表していると考えられることが多いです。

剛性と衝撃吸収能力

参照https://explainopedia.com/mechanical-properties-of-materials-explained/

ポイント

  • 物質が変形すればエネルギーが吸収されたと考えられます。
  • 図の面積が大きいほど衝撃吸収能力があると解釈できます。

例えば段ボールにはクッションとしての衝撃吸収能力がありますが、段ボールは変形するだけで元に戻ろうとする弾力性が強いわけではありません。

コンクリートや鉄などは硬くて変形しないため衝撃吸収能力がありません。

バネやゴムなどは元に戻る弾力性が強いですが、力を加えられると変形するのでクッションとしても機能します。

 

このように力を加えた時に物質が変形するかどうかが衝撃吸収のポイントであり、物質が元に戻ろうとする弾力性が必ずしもクッションとしての衝撃吸収に関係しているわけではないかと思います。

ゆえに「半月板に衝撃吸収能力がない」とする論文においても、こちらの考え方のほうが適していると思いますし、

実際に他の半月板の機能解析を行なっている論文においても、こちらの考え方が採用されていることが主流であると感じています3・4

 

実際に半月板を損傷した人の事例分析

計算式は所詮は計算式に過ぎず、机上の理論であることも珍しくありません。

より適切な結論を導くためには実際の身の回りで起こっていることも併せて確認していくことが大事です。

半月板損傷

一般的に半月板の損傷が大きいほど膝の状態は悪化しやすいことが多く、そのようなケースを報告している研究結果は数多くあります

前十字靭帯損傷に伴う半月板損傷による膝の痛みの悪化

前十字靭帯損傷に伴う半月板損傷が変形性膝関節症へとつながる

 

というのも半月板の損傷が大きいほど、手術で半月板を削れば削るほど、膝の機能は低下しやすくなります。

半月板の損傷や手術による膝の機能低下について

 

私は研究者の方々をとても尊敬していますし、論文を読むことが大好きです。

しかし、科学や計算式が絶対的に正しいわけではなく、実際に世の中で起きている事象をより的確に表現できる理論のほうが真理により近いと思います。

 

まとめ

「半月板には衝撃吸収能力がある」と考えたほうが、実際の世の中で起きている事象をより的確に説明できるのではないしょうか。

最後まで読んでいただき、ありがとうございました。

 

<参考文献>

  1. Andrews S, Shrive N, Ronsky J. The shocking truth about meniscus. Journal of Biomechanics. 2011;44(16):2737-2740. doi:10.1016/j.jbiomech.2011.08.026
  2. Luczkiewicz P, Daszkiewicz K, Chroscielewski J, Witkowski W, Winklewski PJ. The Influence of Articular Cartilage Thickness Reduction on Meniscus Biomechanics. PLOS ONE. 2016;11(12).
  3. Bao HRC, Zhu D, Gong H, Gu GS. The effect of complete radial lateral meniscus posterior root tear on the knee contact mechanics: a finite element analysis. J Orthop Sci. 2013;18(2):256-263. doi:10.1007/s00776-012-0334-5
  4. Rodeo SA, Monibi F, Dehghani B, Maher S. Biological and Mechanical Predictors of Meniscus Function: Basic Science to Clinical Translation. J Orthop Res. 2020;38(5):937-945. doi:10.1002/jor.24552

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