Alloplastisch augmentiertes femoral reinseriertes vorderes Kreuzband

Abstract

The rupture of the anterior cruciate ligament (ACL) near its femoral origin is a common injury of the knee and can lead to lesions of the meniscus due to instability and to early gonarthrosis. One procedure applied in current orthopaedic practice to prevent such impairment of knee joint function is ACL repair reinforced with a synthetic intraarticular ligament. In this study we used twelve knees of cadavers and after sectioning the ACL in each repaired it according to the Marshall technique with USP 1 PDS II sutures. We augmented the repair in each case with a 3-mm PET (Trevira hochfest) band inserted by the through-the-condyle (TTC) procedure and attached without preload to the femoral and tibial condyle with a 4-mm staple. We then measured the length of the ACL, the length of the Marshall sutures-ACL complex, the partial lengths, and the deviation angles and adherence-friction force of the 3-mm PET augmentation device, and applied the law of Hooke to calculate the load-sharing between the USP 1 PDS II sutures-ACL complex and the 3-mm PET band and between the ACL and the 3-mm PET band, respectively. We also evaluated the load on the femoral and the tibial fixation of the augmentation device. The results showed that the 3-mm PET band took over 60% of an externally applied load on the knee during the hypothetic period of ACL healing and 27% of the force acting on the knee thereafter. It was calculated that a maximum of 75% of the load taken over by the augmentation device was at the tibial staple and only up to 45% of the force at the femoral one. With due consideration for the requirement for absolute protection (“stress shielding”) of the healing ACL but also for the aim of early postoperative accelerated functional rehabilitation without casts, splints or other restrictions of joint movement, we believe that a pretensioned 3-mm PET band is the best choice, since augmentation without preload cannot fulfil these requirements.

Zusammenfassung

Die femorale ursprungsnahe Ruptur des vorderen Kreuzbands ist eine häufige Kniebandverletzung. Um bei diesem Verletzungsmuster instabilitätsbedingte Meniskusläsionen und eine vorzeitige Gonarthose mit einer konsekutiven Verschlechterung der Kniegelenkfunktion zu verhindern, besteht die Mögichkeit der alloplastisch augmentierten femoralen Reinsertion des vorderen Kreuzbands. Als Beweis der Notwendigkeit eines vorgespannten synthetischen Augmentationsbands hinsichtlich einer verbesserten postoperativen Rehabilitation untersuchten wir in einer Leichen-experimentell-mathematischen Studie nach femoraler Durchtrennung und anschließender Reinsertion des vorderen Kreuzbands mit 4 USP1-PDS®-II-Marshall-Nähten die potentielle Kraftübernahme eines nach der Zweikanal-(TTC)-Technik parallel zum vorderen Kreuzband eingebrachten, femoral und tibial mit je einer 4mm-Knochenklammer ohne Vorspannung fixierten 3 mm-PET-(Trevira^® hochfest)-Augmentationsbands. Aus diesem Anlaß bestimmte man an 12 unfixierten anatomischen Kniegelenkoperationspräparaten die Längen der Marshall-Reinsertionsnähte, die Teillängen, die Umlenkwinkel sowie die Haftreibungskraft des 3 mm-PET-Bands und die L↭ge des vorderen Kreuzbands. Unter Anwendung des Hooke-Gesetzes wurde die Kraftverteilung zwischen dem mit USP1-PDS^®-II-Nähten reinserierten vorderen Kreuzbands und dem 3 mm-PET-Band bzw. zwischen dem hypothetisch eingeheilten vorderen Kreuzband und dem 3 mm-PET-Band berechnet. Weiters wurden in diesem Zusammenhang auch die Belastung der femoralen und tibialen Augmentationsbandfixation evaluiert. Die Ergebnisse zeigten in bezug auf das frisch reinserierte vordere Kreuzband eine Teilaufnahme des 3 mm-PET-Bandes von 60% und bezüglich des hypothetisch restituierten vorderen Kreuzbands eine partielle Aufnahme des Kunststoffaugmentationsbands von 27% der auf das Kniegelenk einwirkenden Kraft. Die tibiale Augmentationsbandknochenklammer war mit maximal 75%, die femorale Klammer aber nur mit höchstens 45% der vom 3 mm-PET-Band aufgenommenen Kraft belastet. Unter Berücksichtigung der Forderung nach absoluter Protektion (stress shielding) des einheilenden vorderen Kreuzbands, des potentiellen Augmentations-(Protektions-)Ausmaßes und der materialtechnisch-biologischen Voraussetzungen erweist sich bei Anstreben einer gips- und schienenfreien frühfunktionellen aggressiven postoperativen Nachbehandlung, ohne Einschränkung der Kniegelenkexkursioneu, derzeit das nach der Zweikanal-(TTC)Technik ins Kniegelenk eingebrachte und vorgespannte 3 mm-PET-Band zur Augmentation reinserierter vorderer Kreuzbänder am geeignetsten.