Biomechanische Testung einer implantatfreien Vorderen- Kreuzbandplastik mittels Hamstring-ähnlicher Doppel-Bündel-Technik

Abstract

In dieser Arbeit wurde zunächst einleitend die Anatomie und Biomechanik des menschlichen Kniegelenks beschrieben, um dann auf den Aufbau und die Funktion des VKB im Detail einzugehen. Es folgte eine kurze Erläuterung zur Ruptur des VKB mit Hinblick auf Häufigkeit, Risikosportarten und Mechanismus der Verletzung. Anschließend wurden die aktuell gängigen Therapieoptionen besprochen. Eine eigens entwickelte operative Technik zur Versorgung einer vorderen Kreuzbandruptur wurde ausführlich vorgestellt, auf seine praktische Machbarkeit hin getestet und an sieben menschlichen Kadaverknien auf seine stabilisierende Wirkung untersucht. Besondere Merkmale der Technik sind die fremdmaterialfreie Fixierung sowie die Rekonstruktion beider funktioneller Bündel des vorderen Kreuzbandes. Dafür wurden ein tibialer und zwei femorale Bohrkanäle geschaffen. Beugesehnen von Unterarmen menschlicher Körperspender wurden entnommen und als eine U-Schlinge um einen Knochenblock genäht und das Knochenblockende mithilfe einer implantatfreien Hybridfixierung im tibialen Bohrkanal befestigt. Anschließend wurden die beiden offenen Enden in die femoralen Tunnel eingeführt und mittels armierter Fäden über eine Knochenbrücke verknotet. Die Präparate wurden anschließend in einem Kniesimulator-Roboter-System in verschiedenen Belastungssituationen auf ihr kinematisches Verhalten während einer simulierten gewichtsabhängigen Kniebeugung getestet. Die Messung wurde anschließend mit gelöster femoraler Fixierung wiederholt und als Vergleich herangezogen. Folgende Ergebnisse konnten ermittelt werden: Bei der vorgestellten Operationstechnik konnte eine implantatfreie Fixierung erreicht werden, die in sieben von acht Fällen der Belastung einer mehrfachen Kniebeugung mit verschiedenen Krafteinwirkungen standhielt. Mit der Versorgung konnte im Fall des simulierten Tibiavorschubes nach anterior außerdem eine Verringerung der tibialen Verschieblichkeit nach anterior von über 3 mm erreicht werden. Dies war am deutlichsten im Bereich von 30° - 50° Beugung zu sehen. Die Diskussion behandelt die methodischen Einflussmöglichkeiten der Operationstechnik, der Lagerung der Präparate und des Messsystems auf die Ergebnisse. Desweiteren wird in diesem Zusammenhang auf die Aussagekraft einer in-vitro-Studie eingegangen und die Ergebnisse im Vergleich mit anderen Studien diskutiert.

Nine human knee specimens with arthroscopically transected anterior cruciate ligaments were mounted on a dynamic knee simulator and weight-bearing muscle-loaded knee flexions were simulated while a robotic universal force sensor system was used to provide external tibial loads. Three different loading conditions were simulated including partial body weight only, an additional 50 N anterior tibial force or an additional Five Nm of internal rotational torque. After reconstruction of the anterior cruciate ligament using a tibial bone block hybrid technique these three trials were repeated. The kinematics was measured with an ultrasonic measuring system and different loading and ligament conditions were examined. Graft tunnel placement was verified by computed tomography. Our fixation method achieved stability to anterior tibial drawer force whereas internal tibial rotation did not change before and after the reconstruction. Computed tomography confirmed anatomical graft and tunnel placement. The presented operative procedure is technically feasible and leads to reproducible results concerning knee joint kinematics and graft placement.