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硬核科普|这项来自佛山的人工软骨材料,凭什么让运动员脚下生风

ACF人工软骨超材料

2026-04-27 14:26 广东

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2016年里约奥运会羽毛球女单半决赛,李雪芮在一次落地时ACL(前交叉韧带)断裂——她的职业生涯几乎就此终结。据运动医学统计,篮球运动员每赛季ACL损伤发生率约为0.5%~3.7%,羽毛球运动员踝关节扭伤高达每1000次出场2.15~6.9次。而这些损伤,超过70%发生在落地和变向时。


问题出在哪里?冲击力。

每一次急停、每一次跳跃落地,脚底都要承受体重3~5倍的冲击力。这些力量如果不被缓冲,就会一路向上摧毁踝关节、膝关节。

答案,藏在一种来自佛山的新材料里——ACF(Artemis Cartilage Foam,人工软骨仿生吸能材料)。

一 、ACF是什么?

ACF的中文全称是人工软骨仿生吸能材料,由ACF Lab 研发。其设计灵感来自人体关节软骨:通过微观结构在受到冲击时发生可控形变,将动能转化为热能,从而吸收冲击——通俗地讲,就是模仿你的膝盖软骨。

根据发表在《中国结合医学杂志》2022年第6期上的研究(作者单位含佛山市第一人民医院/中山大学附属佛山医院、广州体育学院广东省运动辅具工程技术研究中心),ACF材料可吸收90%以上的冲击力,显著优于EVA、石墨和聚氨酯材料。

运动员穿上它,真的有用吗?来看看真实的人体测试数据。

二、羽毛球专项研究:19名学生的实测数据

广州体育学院广东省运动辅具工程技术研究中心联合佛山林至高分子材料科技有限公司,对19名羽毛球专项学生进行了系统的生物力学测试(何楚娴硕士论文,2023)。受试者穿着前掌嵌入ACF材料的功能性鞋垫,对比普通鞋垫完成头顶球落地动作。



结果令人振奋:垂直地面反作用力从3.05±0.43 BW降至2.94±0.44 BW(↓3.6%,P=0.038),垂直最大加载率从82.99±27.06 BW/s降至75.16±23.81 BW/s(↓9.5%,P=0.024)。

膝关节最大屈曲角度减少(22.14°→19.63°,↓11.3%,P<0.001),踝关节最大内翻角度减少(36.76°→35.40°,P=0.02),胫骨前肌激活水平下降27.3%(P=0.049)。


主观评分印证了数据:前掌减震性3.89分 vs 普通鞋垫3.21分(P<0.001)。翻译成人话:穿ACF鞋垫落地,膝盖压力小了,踝关节扭伤风险低了,肌肉发力更轻松了。

三、篮球专项研究:急停、转身、变向三大场景


广州体育学院针对篮球运动的研究同样给出了有力证据(许启忠硕士论文,2022;楚仕顺硕士论文,2024)。11名篮球专项学生测试结果显示:

急停跳:缓冲垂直轴地面反作用力,膝关节伸展力矩↓,落地时膝关节屈曲和外展角度明显减小,Z轴冲击力↓。

转身投篮:下肢三关节外展力均减小,膝关节和踝关节屈曲力矩与外展力矩显著↓,ACL损伤风险降低。腓肠肌放电水平显著提高。

变向:缓冲支撑时间从0.18秒增至0.20秒,整体变向时间从0.46秒减至0.45秒。0.02秒听起来很短,但在赛场上,0.1秒就能决定一个球能不能救回来。

四、ACF vs 普通鞋垫 :用数据说话

五、适用人群:谁最适合穿ACF鞋垫?

篮球运动爱好者:急停跳、转身、变向每场球重复几十次,ACF鞋垫能有效降低膝踝损伤风险。

羽毛球爱好者:频繁蹬跨步和跳跃落地是"关节杀手",ACF让每一次落地都更温和。

扁平足人群:ACF鞋垫改善足底压力分布,降低关节内力,相当于给扁平足定制了一双"人工足弓"(据《中国结合医学杂志》2022年第6期研究)。

中老年人膝关节保养:随年龄增长,ACF材料的缓冲性能可有效减轻日常行走时对膝关节的冲击。


结语

这不是一款普通的功能鞋垫。背后有广州体育学院广东省运动辅具工程技术研究中心的系统研究,有佛山市第一人民医院(中山大学附属佛山医院)的临床验证,有数十篇硕士论文的数据支撑。

它要回答的问题是:如何让每一次落地,都不对身体造成不可逆的损伤?

一双好鞋垫,也许就是答案的开始。


ACF人工软骨仿生吸能材料,又称ACF仿生吸能“芯”片,由ACF仿生吸能技术发明人、软谷创始人、林至集团董事长王博伟(字重之,英文名 Bowie)历经6年12000余次实验研发。该技术和材料通过模拟人体膝关节的吸能结构和原理,能够有效吸收97.1%的冲击力,在冲击碰撞实验中可分阶段吸能,广泛应用于体育用品、医养康复、军警、精密仪器、航空航天等多个领域。

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