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甚麼是前十字韌帶(ACL)？
前十字韌帶(Anterior Cruciate Ligament, ACL)是連接股骨（femur)及脛骨(tibia)，ACL主要功能為防止脛骨過度前移及過度旋轉。ACL有兩個組成部分，較小的前內側束（Anteromedial Bundle, AMB）和較大的後外側束（Posterolateral Bundle, PLB），當膝蓋伸展時，ACL後外側束會緊繃，而前內側束會適度放鬆，當膝蓋彎曲時就會恰恰相反，前外側束會緊繃而後內側束會適度放鬆。
前十字韌帶（ACL）的功能
ACL的功能如下：
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防止脛骨過度前移
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防止脛骨過度旋轉
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增加運動員的本體感受能力
前十字韌帶其實擁有自我修復的潛力
早於2000年有研究指出[1]，前十字韌帶的恢復期可以分成4個階段：
1. 發炎期（Inflammatory phase）
2. 韌帶頂端再生期（Epiligamentous regeneration phase)
3. 增生期（Proliferative phase)
4. 重塑期（Remodeling phase)
2021年一篇研究指出[2] ，在護具防止脛骨脫位的情況下，前十字韌帶在撕裂後有自行修復的跡象，特別是撕裂位置靠近股骨處的韌帶。雖然前十字韌帶有自我修復的潛力，但由於證據力不足，而且研究沒有提及患者關節的穩定性和功能的恢復程度，所以前十字韌帶撕裂後是否要開刀，美國骨科醫學會（American Academy of Orthopaedic Surgeons, AAOS）[4] 還是建議，如患者符合以下條件建議進行手術：
1. 有高活動需求，例如需要負重、下肢有緩衝能力的工作或需要跑、跳、急停轉向的運動
2. 損傷組織包含其他韌帶、 半月板或關節囊等
3. 傷患令膝關節不穩定影響日常生活
不同運動對前十字韌帶的負荷
前十字韌帶與開放鏈活動
2012年有研究指出[4]，在膝關節屈曲（分別在15、30、60及90度）時進行等長收縮坐姿腿伸直（Isometric seated knee extension），前十字韌帶所承受的負荷會隨著膝關節屈曲角度增加而減少，而膝關節屈曲超過60度後前十字韌帶不用承受負荷。
坐姿腿伸直（Seated knee extension）
前十字韌帶與閉鎖鏈活動
在膝關節屈曲0-90度進行深蹲（Squat），前十字韌帶只會承受少量甚至沒有負荷，原因在於深蹲時大腿後面的膕繩肌（Hamstring）會啟動，減少脛骨前移，從而降低前十字韌帶的負荷。深蹲時身體前傾（30-40度），會相對增加髖關節屈曲幅度，更容易誘發膕繩肌的啟動，亦可以降低前十字韌帶的負荷。
深蹲（Squat）
研究亦指出，在額外負重之下進行下肢閉鎖鏈的肌力訓練時，並不會明顯增加前十字韌帶的負荷，因為膕繩肌會隨額外負重出更多力量，維持膝關節穩定。所以與深蹲動作模式相似的前分腿蹲（Forward Lunges）及側分腿蹲（Side Lunges），重心腳的前十字韌帶同樣只會承受少量甚至沒有負荷。但在進行深蹲時腳踭離地，由於膝頭過腳尖的距離會增加，前十字韌帶所承受的負荷會比腳掌踩實地面多3倍。
前分腿蹲（Forward Lunges）及側分腿蹲（Side Lunges）
開放鏈vs閉鎖鏈活動
總括而這，無論膝關節在開放鏈或閉鎖鏈進行活動時，前十字韌帶都會在膝頭微屈10-30度時承受最大的負荷，而隨著膝關節屈曲角度增加而減少，並在超過60度後不用再承受負荷。但由於在閉鎖鏈活動時大腿後面的膕繩肌（Hamstring）會啟動，減少脛骨前移，所以前十字韌帶所承受的負荷會比開放鏈的低。
槓鈴深蹲（Barbell squat）及坐姿腿推（Leg press）
透過下肢閉鎖鏈活動進行訓練，可以同時強化髖及膝關節肌群， 與其穩定性及控制。以深蹲為例，進行訓練時應注意下肢的排列，避免出現動態膝外翻動作（膝頭內轉內夾），同時身體前傾30-40度，腳掌踩實地面，以及膝頭過腳尖不超過10cm的距離，減少前十字韌帶的負荷。
參考文獻
1. Murray MM, Martin SD, Martin TL, Spector M. Histological changes in the human anterior cruciate ligament after rupture. J Bone Joint Surg Am. 2000 Oct;82(10):1387-97. doi: 10.2106/00004623-200010000-00004. PMID: 11057466.
2. Pitsillides A, Stasinopoulos D, Giannakou K. Healing potential of the anterior cruciate ligament in terms of fiber continuity after a complete rupture: A systematic review. J Bodyw Mov Ther. 2021 Oct;28:246-254. doi: 10.1016/j.jbmt.2021.06.003. Epub 2021 Jun 12. PMID: 34776148.
3. ACL Injury: Does It Require Surgery? - OrthoInfo - AAOS
4. Escamilla RF, Macleod TD, Wilk KE, Paulos L, Andrews JR. Anterior cruciate ligament strain and tensile forces for weight-bearing and non-weight-bearing exercises: a guide to exercise selection. J Orthop Sports Phys Ther. 2012 Mar;42(3):208-20. doi: 10.2519/jospt.2012.3768. Epub 2012 Feb 29. PMID: 22387600.