Biomechanische Testung der femoralen Pressfit-Technik beim Ersatz des vorderen Kreuzbandes mittels Patellarsehne

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde die femorale Pressfit- Technik beim Ersatz des vorderen Kreuzbandes mittels Patellarsehne unter Variation der Knochenblocklänge und der Einbringwinkel untersucht. Material und Methode: An 41 Schweinepräparaten wurde aus der Patella ein Knochenblock mit anhängender Patellarsehne entnommen. Bei der Hälfte der Präparate wurde die Länge der totalen Verblockungsstrecke auf 5 mm verkürzt. Bei der anderen Hälfte wurde der Knochenblock so bearbeitet, dass eine totale Verblockungsstrecke von 10 mm Länge bestand. Die Knochenblöcke mit 9,4 mm Durchmesser wurden in einen 0,4 mm kleineren Bohrkanal am Schweinefemur, der entweder parallel zur Femurachse (0°- Verblockung) oder in 60° zur Femurachse angelegt worden war, eingestößelt. Die Präparate wurden in einer Halterung befestigt und in eine Materialtestungsmaschine eingespannt. Sie wurden zunächst über 200 Zyklen jeweils um 2 mm gedehnt und wieder entlastet und anschließend einem Zugversuch bis zum Versagen unterzogen. Ergebnisse: Alle Präparate durchliefen die zyklische Testung unbeschadet. Die Maximalkraftwerte betrugen bei 0° und 10 mm Verblockungsstreckenlänge durchschnittlich 276 N, bei 0° und 5 mm 222 N, bei 60° und 10 mm 601 N und bei 60° und 5 mm 574 N. Unter Berücksichtigung eines Ausreißers bestand im t- Test ein signifikanter Unterschied zwischen den Maximalkraftergebnissen bei den Gruppen mit 0°- Verblockung und 5 bzw. 10 mm Verblockungsstreckenlänge (p = 0,047). Zwischen den Gruppen mit 60°- Verblockung und 5 bzw. 10 mm Verblockungsstrecke ergab sich kein signifikanter Unterschied bei den Ergebnissen der Maximalkrafttestung (p = 0,36). Schlussfolgerung: Bei einer Kreuzbandersatzplastik mittels Pressfit- Technik kann eine Verblockungsstreckenlänge von 5 mm nicht für eine ausreichende Stabilität bei Kniebeugung garantieren. Eine Verblockungsstreckenlänge von 10 mm jedoch garantiert bei einem Knochenblock von 9 mm Durchmesser mit einem Pressfit von nur 0,4 mm für eine ausreichende Stabilität bei den untersuchten Knochenblock- Ligament- Winkeln.

Purpose: This dissertation deals with the femoral pressfit – technique in ACL replacement using a patellar tendon graft. The influence of different bone plug lengths as well as the influence of different bone plug – ligament angles was investigated. Materials and methods: In 41 porcine lower limbs a bone plug was harvested out of the patella with the particular adherent patellar tendon. Half of the bone plugs were shortened to a total cylindric length of 5 mm, whereas the total cylindric length of the other 20 bone plugs amounted to 10 mm. A tunnel with a diameter of 9 mm was drilled into the femurs of the specimen. The bone plugs had a diameter of 9,4 mm and were inserted into the femoral tunnel. The drilling of the tunnel had been carried out either in the direction of the femur axis (0°) or in an angle of 60° to this axis. After fixing them, the specimen were tested in a material testing system. First, a cyclic test, which included 200 cycles of stretching (0 – 2 mm), was performed. Thereafter, the specimen were loaded to failure in a failure test. Each time maximum forces and failure modes were recorded. Results: No specimen was destroyed or apparently injured by cyclic testing. The average maximum force with a total cylindric length of 10 mm and a plug ligament angle of 0° was 276 N in the failure test. With a length of only 5 mm and an angle of 0°, it amounted to 222 N. In those groups with a plug- ligament angle of 60°, the average maximum forces were 601 N in the group with a total cylindric length of 10 mm and 574 N with only 5 mm total cylindric length. Considering one outlier, the t- test showed a significant difference between the groups with a total cylindric length of 10 mm respectively 5 mm (p= 0,047) in terms of maximum forces in the failure test. This difference could not be found for the groups with a plug-ligament angle (PLA) of 60° (p= 0,36). Conclusion: In ACL – replacement using the pressfit - technique, a bone plug with a total cylindric length of 5 mm cannot assure sufficient stability while the knees are flexed (PLA of 0°), whereas a length of 10 mm is sufficient for extension and flexion of the knee (PLA 0° as well as 60°); even with a pressfit of only 0,4 mm.