| Autor(en): |
Sven Scheffler |
Titel: |
Der Einfluss des Verankerungsniveaus und der Verankerungsmethodik von Rekonstruktionstechniken des vorderen Kreuzbandes mit "Hamstring"-Sehnen – eine biomechanische Studie unter zyklischer Belastung |
| Gutachter: |
H. Zippel; P. Neuhaus; R. F. Hoffmann |
| Erscheinungsdatum: |
13.12.2002 |
| Volltext: |
pdf
(urn:nbn:de:kobv:11-10018304)
|
| Fachgebiet(e): |
Medizin |
| Schlagwörter (ger): |
vordere Kreuzband, Rekonstruktionstechniken, Biomechanische Eigenschaften, zyklische Belastung, Verankerungsniveau, Verankerungsmethodik |
| Schlagwörter (eng): |
ACL, reconstruction techniques, mechanical properties, cyclic loading, fixation level, fixation method |
| Einrichtung: |
Humboldt-Universität zu Berlin, Medizinische Fakultät - Universitätsklinikum Charité |
| Zitationshinweis: |
Scheffler, Sven:
Der Einfluss des Verankerungsniveaus und der Verankerungsmethodik von Rekonstruktionstechniken des vorderen Kreuzbandes mit "Hamstring"-Sehnen – eine biomechanische Studie unter zyklischer Belastung;
Dissertation,
Humboldt-Universität zu Berlin, Medizinische Fakultät - Universitätsklinikum Charité , publiziert am 13.12.2002, urn:nbn:de:kobv:11-10018304
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| Abstract (ger): |
| Einleitung: Aufgrund der hohen Inzidenz der vorderen Kreuzbandverletzungen und der damit einhergehenden funktionellen Einschränkung besteht ein anhaltendes Interesse an der Verbesserung bestehender und Entwicklung neuer, besserer Techniken zur Rekonstruktion dieser Bandstruktur des Kniegelenkes. In dieser Studie wurde der Einfluss des Verankerungsniveaus (anatomisch vs. extrakortikal) und der Verankerungsart (direkt vs. indirekt) auf das mechanische Verhalten von drei exemplarischen, in der Klinik häufig angewandten Rekonstruktionstechniken, untersucht.
Material & Methoden: An insgesamt 24 Kniegelenken humaner Spender mittleren Alters (40 Jahre) wurden drei Rekonstruktionstechniken (n=8 pro Gruppe) des VKB durchgeführt. Als Transplantat wurden jeweils humane Hamstringsehnen verwendet: 1.) HADBIO: anatomische und direkte Verankerung mit biodegradierbaren Interferenzschrauben, 2.) HADTIT: semi-anatomische und direkte Verankerung mit Titanschrauben, 3.) HEIButton: extrakortikale, indirekte Verankerung mit Faden-Button Verbindung. Alle rekonstruierten Kniegelenke wurden einer zyklischen, inkremental zunehmenden Belastung bis zum Versagen unterzogen. Es wurden die Parameter Konstruktsteifigkeit, absorbierte Energie, Transplantatauslenkung und Laxizitätszunahme bei Belastungen von 200, 300, 400 N, sowie die maximale Steifigkeit und Versagenskraft bestimmt.
Ergebnis: Die anatomische und direkte Transplantatverankerung mit biodegradierbarer Interferenzschraube zeigt die vorteilhaftesten mechanischen Eigenschaften, während die extrakortikale und indirekte Verankerung die niedrigsten mechanischen Eigenschaften aufwies. Die tibiale Verankerungsseite ist bei Interferenzschraubenverankerung der Schwachpunkt, während die Fadenverbindungen bei der extrakortikalen Verankerungstechnik die Schwachstelle darstellten. Auch bei anatomischer und direkter Transplantatfixation findet ein nicht zu vernachlässigender permanenter Verankerungsverlust bei vergleichsweise geringer Versagenskraft statt, der vor allem auf der tibialen Verankerungsseite zu beobachten ist.
Diskussion: Eine anatomische und direkte Transplantatverankerung ist von mechanischem Vorteil. Allerdings hängt die Konstruktsteifigkeit auch in erheblichem Maße vom Fixationsobjekt ab. Extrakortikale Fixationstechniken, die eine indirekte Faden-Knoten-Transplantatverbindung erfordern, unterliegen einer erheblichen nicht-reversiblen Lockerung unter zyklischer Belastung und sollten durch direkte Verankerungstechniken ersetzt werden. Aufgrund der permanenten Laxizitätszunahme auch in der anatomischen und direkten Interferenzschraubenverankerung, vor allem der tibialen Seite, sollte über Sicherungsverankerungen, so genannten Hybridfixationen nachgedacht werden, um die mechanischen Vorteile dieser Rekonstruktionsart voll zum Tragen bringen zu können. |
| Abstract (eng): |
| Introduction: There is a continuous interest in the improvement and development of new techniques for the reconstruction of the anterior cruciate ligament (ACL) because of the high incidence of its injury and the resulting functional deficit. Purpose of this study was the impact of fixation level (anatomic vs. extracortical) and fixation method (direct vs. indirect) on the mechanical properties of three frequently used reconstruction techniques.
Material & Methods: 24 human cadaveric knees with an average age of 40 years were used for simulation of three reconstruction techniques (n=8 per group). Human hamstring tendons were utilized as tendon grafts. 1.) HADBIO: anatomic and direct fixation with biodegradable interference screws, 2.) HADTIT: semi-anatomic and direct fixation with titanium interference screws, 3.) HEIButton: extracortical, indirect fixation with tape/button combination. All reconstructed knee joints underwent cyclic incremental loading until failure. Construct stiffness, absorbed energy, displacement and laxity increase were calculated at loads up to 200, 300, 400 N. Maximum stiffness and failure load were also recorded.
Results: The anatomic and direct graft fixation with biodegradable interference screws provided the highest, while the combination of extracortical and indirect fixation showed the lowest mechanical properties. The tibial fixation site is the critical factor in interference screw fixation, while the tape/suture interfaces were the location of failure in the extracortical reconstructions. Even in the anatomic and direct reconstruction technique a considerable permanent loss of fixation, especially at the tibial fixation site and a comparably lower failure load were observed.
Discussion: The combination of anatomic and direct fixation showed to be of mechanical benefit. However, construct stiffness seemed to be also affected by the fixation device. Extracortical fixation techniques, which require suture-tape/knot interfaces for graft fixation, undergo significant permanent loosening of fixation under cyclic loads and should be replaced by direct fixation techniques. Since a permanent laxity increase was still observed in the anatomic and direct interference screw reconstructions, especially on the tibial site, backup or so called hybrid fixations should be considered, which would allow to take full advantage of the mechanical improvements in these reconstruction techniques. |
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