Anatomie und Funktion des vorderen Kreuzbandes

Zusammenfassung

Das vordere Kreuzband (VKB) entspringt an der Innenfläche des Condylus ossis femoris lateralis, zieht schräg durch die Fossa intercondylaris und inseriert im mittleren Anteil der Area intercondylaris. Es leistet einen wichtigen Beitrag zur Stabilisation und Kinematik des Kniegelenks.

Der femorale Ursprung des VKB ist oval, beginnt im Bereich der Linea intercondylaris und dehnt sich entlang der Knorpel-Knochen-Grenze des lateralen Femurkondylus nach kaudal aus. Aufgrund seiner Lage ist der femorale Ursprung mit dem Arthroskop nur schwer darstellbar. Aus diesem Grunde werden femorale Bohrkanäle zur Rekonstruktion eines VKB häufig zu weit vorn angelegt. Da der femorale Ursprung hinter dem Drehzentrum des Kniegelenks liegt, spannt sich das VKB in Streckung an.

Die tibiale Insertion ist längsoval; ihr Mittelpunkt befindet sich nahezu im Zentrum des Tibiaplateaus. Als Orientierungspunkte zur Anlage eines Bohrkanals im Bereich der tibialen Insertion dient die Entfernung des Mittelpunktes zum hinteren Kreuzband (HKB, 7-8 mm) sowie das Außenmeniskusvorderhorn, das etwa in Höhe der tibialen Insertion des VKB inseriert.

Das VKB besteht aus einer Vielzahl kleiner Faserbündel. Unter funktionellen Gesichtspunkten kann man anteromedial und posterolateral inserierende Fasern unterscheiden. Die anteromedialen Fasern entspringen im kranialen Abschnitt der femoralen Insertion; sie sollen über einen größeren Bewegungsbereich angespannt sein als die posterolateralen Fasern und werden deshalb als Führungsbündel bezeichnet.

Der Hauptteil des VKB besteht aus straffem Bindegewebe. Die straffen Kollagenfibrillen aus Typ-I-Kollagen werden von Typ-III-Kollagen positiven Fibrillen zu Bündeln zusammengefasst. Im distalen Drittel weicht die Struktur des VKB, in der Region, in der es in Streckung dem vorderen Rand der Fossa intercondylaris anliegt, von der typischen Struktur eines Bandes ab. Hier ähnelt das Gewebe der Struktur von Faserknorpel. Zwischen den straffen Kollagenfibrillen liegen ovale Knorpelzellen. Die femoralen und tibialen Insertionzonen des VKB entsprechen dem Aufbau chondraler Bandansätze. Im Bereich der Insertionzonen kommen Mechanorezeptoren vor, die für die Kinematik des Kniegelenks bedeutsam sind.

Die Blutgefäßversorgung des VKB erfolgt im proximalen Anteil über Endäste der A. genus media. Im distalen Anteil erhält es seinen arteriellen Zufluss aus Endästen der Aa. genus inferiores medialis und lateralis. Die Blutgefäße bilden proximal und distal ein periligamentäres Netzwerk, welches das VKB umhüllt. Von diesem Gefäßnetz dringen Blutgefäße in das Bandinnere, wo sie sich im Bandverlauf ausrichten. Die Verteilung von Blutgefäßen innerhalb des VKB ist nicht homogen. Innerhalb der chondral apophysären Insertionszonen sowie innerhalb der Faserknorpelzone im vorderen Anteil des distalen Drittels des Bandes befinden sich avaskuläre Zonen.

Abstract

The anterior cruciate ligament originates at the medial wall of the lateral femoral condyle and inserts into the middle of the intercondylar area. It contributes significantly to the stabilization and kinematics of the knee joint.

The femoral origin is oval and is located in the posterior aspect of the lateral femoral condyle. Therefore, it is difficult to visualize the femoral origin arthroscopically. This might be one reason for anterior malpositioning of the femoral bone tunnel during anterior cruciate ligament reconstruction. The position of the femoral origin is behind the center of rotation of the knee joint; therefore, it becomes tense when the knee is extended. The tibial insertion is oval and its center is nearly in the middle of the tibial plateau. Definite landmarks for tibial tunnel placement in anterior cruciate ligament reconstruction are the distance between the central insertion point at the intercondylar floor and the posterior cruciate ligament (7-8 mm) and the anterior horn of the lateral meniscus.

The anterior cruciate ligament consists of multiple small fiber bundles. From a functional point of view, one can differentiate the anteromedial and posterolateral fiber bundles. The anteromedial fibers are tense during a greater range of motion than the posterolateral fibers.

The main part of the anterior cruciate ligament consists of type I collagen-positive dense connective tissue. The longitudinal fibrils of type I collagen are divided into small bundles by thin type III collagen-positive fibrils. In the distal third, the structure of the tissue varies from the typical structure of a ligament. In this region, the structure of the tissue resembles fibrocartilage. Oval-shaped cells surrounded by a metachromatic extracellular matrix lie between the longitudinal collagen fibrils. The femoral origin and the tibial insertion have the structure of a chondral apophyseal enthesis. Near the anchoring region at the femur and tibia, there should be various mechanoreceptors, which might have an important function for the kinematics of the knee joint.

The blood supply of the anterior cruciate ligament arises from the middle geniculate artery. The ligament is covered by a synovial fold where the terminal branches of the middle and the inferior geniculate artery form a periligamentous network. From the synovial sheath, the blood vessels penetrate the ligament in a horizontal direction and anastomose with a longitudinally orientated intraligamentous network. The distribution of blood vessels within the anterior cruciate ligament is not homogeneous. We detected three avascular areas within the ligament: Both fibrocartilaginous entheses of the anterior cruciate ligament are devoid of blood vessels. A third avascular zone is located in the distal zone of fibrocartilage adjacent to the roof of the intercondylar fossa.