AEQUOS - Beugung / Streckung

2.	Die Gelenkrollen des Oberschenkels liegen nicht auf einer Achse, sondern die Achse der äußeren (lateralen) liegt posterior (hinter) der medialen Gelenkrolle.

Diese 4 Achsen sind durch die Knochen und Bänder miteinander verbunden und ergeben ein Viergelenk (siehe Grafik unten). In der Biomechanik ist dieses Getriebegelenk bekannt und diese „Konstruktion“ erzwingt eine eindeutige Bewegung bei der Beugung (Flexion) und Streckung (Extension):

Zuerst rollen die Gelenkflächen aufeinander und ab 30 Grad nimmt das Gleiten zu, um ab ca. 60 Grand zu dominieren.

Bewegungsablauf des natürlichen Kniegelnks

Video Beispiel

Warum hat die Natur sich ein Viergelenk ausgedacht und wo liegt der Vorteil des Rollens im Wechsel mit dem Gleiten? Diese Antworten kann man bereits in medizinischen Veröffentlichungen von vor 100 Jahren lesen. Bereits um die vorherige Jahrhundertwende beschrieben deutsche Mediziner, dass das Knie zunächst rollt und später gleitet. Aber erst vor wenigen Jahren konnte diese Beobachtung durch die wissenschaftlichen Analysen an der Universität Göttingen von Prof. Nägerl, Prof. Kubein-Meesenburg und Kollegen belegt werden. Sie erkannten, dass die speziellen Gelenkoberflächen kein Zufall sind, sondern eine eindeutige Funktion erzwingen:

-	Rollen: ist die Bewegung von zwei Oberflächen aufeinander mit sehr geringem Widerstand und dadurch sehr niedrigem Verschleiß. Daher bewegen sich auch im 21. Jahrhundert die Autos auf Rädern und nicht auf „Gleitschienen“.

-

-

Rollen ist eine stabile Bewegung, d.h. das Rollen ist eine gerichtete Bewegung und keine ungeordnete und chaotische Bewegung von zwei Oberflächen. Daher ist das Billardspiel eine Kunst und kein Zufall.

Rollen führt zum Wandern der einen Oberfläche auf der anderen. Im menschlichen Kniegelenk rollen die Oberschenkelrollen auf dem Unterschenkelgelenk nach hinten (posterior). Die Bänder und Muskeln sind diesem „roll-back“ angepasst. Das roll-back reduziert die Belastungen der Knorpelschicht und sorgt für eine lange Haltbarkeit, sofern keine anderen Einflüsse diese einschränken.

-

-

Gleiten: ist die Bewegung von zwei Oberflächen aufeinander, wobei der Kontaktpunkt auf einer Oberfläche ortsfest bleibt. Dieser Kontaktpunkt ist durch das Gleiten/Reiben einem hohen Verschleiß unterworfen, wenn eine Last aufdrückt.

Bis es zum Gleiten/Reiben kommt, muss zuerst die Haftreibung überwunden werden, anschließend die Gleitreibung. Diese Widerstände verursachen Scherkräfte, Wärme und Abrieb an der Oberfläche, und sind die wesentlichen Faktoren für die Haltbarkeit des Systems.

Überstreckung: des Kniegelenks wird durch das Viergelenk „automatisch“ verhindert. Dies bedeutet, dass durch die Verwendung des Viergelenks das normale Überstrecken durch ein relativ weiches Abfedern beendet wird. Einen Anschlag oder ähnliches ist in einem natürlichen Kniegelenk nicht vorhanden.

Es ist festzuhalten, dass das Rollen des Kniegelenks auftritt, wenn der Mensch geht, läuft und somit eine Last auf das Kniegelenk wirkt. Weil Rollen diese Kraft ohne Widerstand verschleißarm erlaubt, hat die Natur eine „perfekte“ Entwicklung erreicht.

Das Gleiten des Kniegelenks tritt nur beim Hinsetzen, Bücken, Sitzen etc. auf und damit wird diese Bewegungsform seltener und häufig ohne Last genutzt. Somit ist das Gleiten nur in der tieferen Beugung ohne Bedeutung für den Verschleiß und die Abnutzung.

Die Natur hat also die optimalen Bewegungsformen unter Last (Rollen) und ohne Last (Gleiten) kombiniert. In der Wissenschaft wird dieses „Getriebegelenk“ als Viergelenk beschrieben.