Eine in-vitro-Studie über die Zugkräfte im vorderen Kreuzband und vorderen Kreuzband-Ersatz (Ligamentum patellae- und Semitendinosus-Plastik)

In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, welche Kräfte bei
einer passiven Flexions-Extensions-Bewegung des Kniegelenks
(150-0°) im vKB bzw. vKB-Ersatz (SS-T und LP-T) auftreten. Die
Meßbefunde wurden an 15 Kniepräparaten erhoben. Dazu wurde unter
arthroskopischen Arbeitsbedingungen zunächst die tibiale Insertion
des vKB mit einem speziellen Hohlbohrer von extraartikulär aus
angebohrt. An dem auf diese Weise freigelegten Knochenzylinder
wurde eine Meßdose befestigt und so konnte man danach die Zugkraft
des vKB über die Achse vKB-Zugkraftmeßdose-Meßcomputer direkt
registrieren. Zur Messung der Zugkräfte am vKB-Ersatz wurde das vKB
komplett entfernt und arthroskopisch durch ein SS-T bzw. LP-T
ersetzt. Die femorale Fixation des Transplantats erfolgte dabei
durch einen Endo-Button, am tibialen Transplantat-Ende wurde eine
Meßdose angehängt. Die sich jeweils anschließenden Untersuchungen
wurden unter dynamischen Bedingungen im Kniekinemator nach
PLITZ/WIRTH durchgeführt. Dabei wurden auf das vKB bzw. seine
Ersatz-Plastiken unterschiedliche Vorspannungen (VS=30 N bzw. 70 N)
appliziert. Nach Abschluß der Messungen am Kniekinemtor wurden die
Kniepräparate skelettiert und anthropometrisch vermessen, um die
Lageverhältnisse der Insertionspunkte der vKB-Ersatzplastiken
beurteilen zu können. Ergebnisse: -Die Zugkraftverlaufskurven der
vKB stellten sich qualitativ einheitlich dar: in mittleren
Beugestellungen waren nur geringe Kräfte meßbar, wohingegen in
maximaler Flexion und Extension die Kräfte anstiegen und jeweils in
0°-Stellung am größten waren. -Auch im vKB-Ersatz fielen die Kräfte
bei einer Beugebewegung zwischen 0° und 50° ab. Bei weiterer
Flexion war der Kurvenverlauf in erster Linie von der Lokalisation
des femoralen Bohrkanals in antero-posteriorer Richtung abhängig.
Dabei wurden im Transplantat bei 150° umso größere Kräfte gemessen
je weiter anterior am Femur der vKB-Ersatz implantiert wurde. -Die
Höhe der Vorspannung eines vKB-Transplantats hatte keinen Einfluß
auf die Form der Zugkraftverlaufskurve. Allerdings stieg die
Maximalkraft im Transplantat durch eine Erhöhung der Vorspannung
von 30 N auf 70 N z.T. beträchtlich an (um bis zu 156 N). -Bei
geeigneter Implantation des vKB-Ersatzes und einer Vorspannung von
30 N bei 30° ähnelte die Zugkraftverlaufskurve des Transplantats
der eines intakten vKB. Somit konnten, bei geeigneten
Voraussetzungen, von biomechanischer Seite her physiologische
Verhältnisse im Kniegelenk wiederhergestellt werden. In einem
anderen Versuchsaufbau (Materialprüfmaschine Zwick) wurden der
Semitendinosus- und Lig. patellae-Ersatz auf sein Dehnungsverhalten
und seine Reißfestigkeit hin geprüft. Ergebnisse: -Die Steifigkeit
der eingebauten Transplantatkonstrukte betrug ca. 50% der
Steifigkeit eines intakten vKB; Ursache der relativ geringen
Steifigkeit war v.a. die große Elastizität der zur Fixierung des
vKB-Ersatzes verwendeten Materialien. -Die Bruchlasten beliefen
sich im Mittel auf 386 N (SS-T) bzw. 356 N (LP-T), wobei die zur
Transplantateinspannung verwendeten Fixierungsmaterialien den
schwächsten Punkt des Transplantatkonstrukts darstellten. -Die bei
der passiven Kniebewegung im vKB-Ersatz aufgezeichneten Kräfte
waren bei Beugewinkeln zwischen 10° und 90° in keinem Fall größer
als die gemessenen Bruchlasten der Transplantatkonstrukte. In der
frühen postoperativen Phase könnte somit eine passive Kniebewegung
in diesem Bereich durchgeführt werden, ohne dadurch das
Transplantat zu gefährden.