下肢提供關節被動穩定性的韌帶，依照其最大可承受之張力強度（tensile strength）由小到大排序：①前十字韌帶 ②前距腓韌帶 ③踝三角韌帶

本題觀念：

本題考查下肢主要韌帶的生物力學特性，特別是最大抗張強度 (Ultimate Tensile Strength / Failure Load) 的比較。這涉及韌帶的解剖結構、膠原纖維的排列密度以及其在關節穩定中扮演的角色。

選項分析

• ① 前十字韌帶 (ACL)：

  • 強度：ACL 是膝關節最重要的穩定結構之一。根據生物力學研究（如 Noyes et al., Woo et al.），年輕成人的 ACL 最大抗張強度約為 1725 ~ 2160 牛頓 (N)。
  • 特性：它必須承受極大的運動負荷，防止脛骨相對於股骨的前移。其強度遠高於踝關節的單一韌帶。

• ② 前距腓韌帶 (ATFL)：

  • 強度：ATFL 是外側踝關節韌帶中最薄弱的一條，也是最容易受傷的韌帶（腳踝扭傷）。研究顯示其最大抗張強度約為 139 ~ 260 牛頓 (N) (平均約 206 N)。
  • 特性：它主要在踝關節蹠屈 (plantarflexion) 時提供穩定，限制內翻 (inversion)。由於強度較低，極易在內翻受力下斷裂。

• ③ 踝三角韌帶 (Deltoid Ligament)：

  • 強度：三角韌帶位於踝關節內側，由淺層和深層組成，結構寬闊且強韌。深層三角韌帶（Deep deltoid）是踝關節內側最重要的穩定結構。研究顯示其抗張強度顯著高於外側韌帶，深層部分的強度約為 714 牛頓 (N) (Attarian et al.)，整個複合體極為強韌，臨床上甚至常見發生內踝撕裂性骨折 (avulsion fracture) 而韌帶本身仍未斷裂的情況。
  • 特性：雖然比 ATFL 強很多，但其絕對抗張強度數值（~700 N）仍低於膝關節的前十字韌帶（~2000 N）。

答案解析

根據上述數據進行由小到大排序：

1. 前距腓韌帶 (ATFL)：~200 N (最小)
2. 踝三角韌帶 (Deltoid)：~700 N (中間)
3. 前十字韌帶 (ACL)：~2000 N (最大)

因此，排序為 ② < ③ < ①。

對應選項 (B) ②③①。

核心知識點

1. 韌帶強度階層：

   • 膝關節韌帶 (最強)：PCL (~2500-3000N) > ACL (~2000N) > MCL > LCL。膝關節承受全身體重與高衝擊，韌帶強度需求最高。
   • 踝關節內側韌帶 (次之)：三角韌帶 (Deltoid) 複合體強韌，不僅負責穩定，也常導致撕裂性骨折而非單純斷裂。
   • 踝關節外側韌帶 (最弱)：CFL > PTFL > ATFL。ATFL 最弱且最常受傷。

2. 臨床相關性：

   • ATFL：低強度的特性解釋了為何踝關節外側扭傷（內翻）是骨科最常見的運動傷害。
   • Deltoid：高強度意味著單純的三角韌帶斷裂較少見，通常伴隨外踝骨折（如 Pott's fracture）或內踝撕裂性骨折。
   • ACL：雖然強度高，但在膝關節高速扭轉或減速（非接觸性損傷）時，受力可瞬間超過 2000N 導致斷裂。

參考資料

1. Noyes FR, et al. Biomechanics of anterior cruciate ligament failure: an analysis of strain-rate sensitivity and mechanisms of failure in primates. J Bone Joint Surg Am. 1974. (ACL strength ~1700-2200 N)
2. Attarian DE, et al. Biomechanical characteristics of human ankle ligaments. Foot Ankle. 1985. (ATFL ~140-260 N, Deltoid deep layer ~714 N)
3. Siegler S, et al. Mechanics of the Ankle and Subtalar Joints. In: Mow VC, Huiskes R, editors. Basic Orthopaedic Biomechanics & Mechano-Biology.