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Biomechanische Studie an porcinen Testpräparaten zur tibialenFrontcross Fixation des Patellarsehentransplantates (BTB) zumvorderen Kreuzbandersatz in transtendinöser und extratendinöserTechnik mit bovinen Kompaktapins (CB-Pins)
Rasche Mobilisation und frühes Muskeltraining in der Kreuzbandchirurgie führen sowohl zu einzelnen Spitzenbelastungen als auch zu zyklischen Belastungen auf das fixierte Transplantat. Die in dieser Arbeit untersuchte Crosspin-Fixation in der transtendinösen und extratendinösen Frontcross-Technik mit...
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Beteiligte: | |
| Format: | Dissertation |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Philipps-Universität Marburg
2011
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| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | PDF-Volltext |
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| Zusammenfassung: | Rasche Mobilisation und frühes Muskeltraining in der Kreuzbandchirurgie führen sowohl zu einzelnen Spitzenbelastungen als auch zu zyklischen Belastungen auf das fixierte Transplantat. Die in dieser Arbeit untersuchte Crosspin-Fixation in der transtendinösen und extratendinösen Frontcross-Technik mit einem CB4 oder CB5 Kompaktapin ist ein biologisches Fixationsverfahren für das BTB-Transplantat.
An einem Frontcross-Belastungsmodell wurde in einem kombinierten Scher- und Biegeversuch nachgewiesen, dass nach single-load und nach vorhergehender zyklischer Belastung, die maximale Bruchkraft der Kompaktapins mit 600,7 N bzw. 735 N in den Gruppen mit CB4 Pin und mit 1393,9 N bzw. 1452,5 N in den Gruppen mit CB5 Pin oberhalb der Maximalbelastung während der Rehabilitation liegt.
In einem zweiten Vorversuch wurde an der Tibia vom Schwein der Einfluss des dorsalen Bohrkanalabstandes bzw. der Implantationstiefe der Kompaktapins in der Spongiosa auf deren Bruchfestigkeit bestimmt. Sowohl in den drei Gruppen mit CB4 Pin mit einer durchschnittlichen maximalen Bruchkraft von 535,2 N bis 558,7 N als auch in den drei Gruppen mit CB5 Pin mit einer durchschnittlichen maximalen Bruchkraft von 1222,7 N bis 1332,7 N fand sich kein signifikanter Unterschied zwischen einer Implantationstiefe von 3,5 cm, 4,5 cm oder 5,5 cm am Tibiakopf des Schweins.
Um das Ausmaß der Ligament¬schädigung zu bestimmen, wurde in einem weiteren Vorversuch die maximale Reißkraft isolierter BTB-Transplantate vom Schwein nach Einbringen eines CB4 bzw. CB5 Kompaktapins vor dem Knochenblock mit einer Kontrollgruppe verglichen. Sowohl nach Implantation eines CB4 als auch eines CB5 Pins kam es zu keiner signifikanten Verminderung der maximalen Reißkraft im Vergleich zur Kontrollgruppe. Allerdings zeigte sich bei einer durchschnittlichen maximalen Reißkraft von 978,8 N in der Kontrollgruppe und 953,4 N in der Gruppe mit CB4 bzw. 880 N in der Gruppe mit CB5 Pin eine kritisch zu bewertende Abnahme der maximalen Reißkraft bei zunehmendem Pindurchmesser.
Im Hauptversuch wurden für fünf Varianten der Frontcross-Fixation jeweils sowohl nach single-load als auch nach vorhergehender zyklischer Belastung die maximale Haltekraft und die Steifigkeit des gesamten Systems bestimmt. Bei der transtendinösen Technik der Frontcross-Fixation wurde ein Kompaktapin direkt vor dem Knochenblock und mittig durch den Patellarsehnenstreifen eingebracht wird. Bei zwei extratendinösen Varianten wurde der Knochenblock um 90 Grad im Bohrkanal gedreht und ein Kompaktapin parallel zur Unterfläche der Patellarsehe plaziert. In einer fünften Variante wurde die Länge des Knochenblocks auf 10 mm reduziert und ein CB5 Pin in der transtendinösen Technik eingebracht. Insgesamt wurden so 10 Gruppen mit jeweils mindestens 10 Ausrißversuchen in Bezug auf die maximale Haltekraft und die Steifigkeit der einzelnen Varianten miteinander verglichen. Die Messungen konnten zeigen, dass die mittlere maximale Haltekraft aller Varianten mit 619 N – 962 N deutlich über den Belastungen währen einer Rehabilitationsphase lag. Auch eine vorhergehende zyklische Belastung wie sie während der Krankengymnastik auftritt, führte nicht zu einem signifikanten Unterschied im Vergleich zum single-load (p=0,587). Allerdings fand sich in den Gruppen mit 10 mm Knochenblock und CB5 Kompaktapin eine signifikant schlechtere maxiamle Haltekraft als in den Gruppen mit 20 mm Knochenblock und CB5 Kompaktapin (p<0,001 und p<0,009), bedingt duch eine Schwächung der Sehneninsertion und ein Vorbeigleiten des Knochenblockes an dem Kompaktapin.
Als weiterer biomechanischer Parameter wurde die Steifigkeit des Fixationssystems untersucht. Im Gegensatz zum single-load mit durchschnittlich 56,1 bis 71,6 N/m verbesserte sich die Steifigkeit signifikant (p<0,001) nach zyklischer Belastung auf durchschnittlich 137,7 bis 173,8 N/m. Dies ist auf ein Nachrutschen und Setzen des Systems während der ersten Zyklen zurückzuführen. Hierdurch konnte die Bedeutung des Präkonditionierens des gesamten Systems während der operativen Versorgung aufgezeigt werden. Diese liegen Werte noch immer unterhalb der Steifigkeit eines nativen Kreuzbandes liegen, allerdings weisen nur wenige Fixationssysteme eine ähnlich gute Steifigkeit auf.
Das hier vorgestellte Verfahren gewährleistet eine stabile Fixation des BTB-Transplantates auch bei verminderter Knochenqualität, verbunden mit der Möglichkeit einer Rumdumheilungsmöglichkeit der Transplantatblöcke. Die Frontcross Fixation weist in dieser Versuchsserie vielversprechende biomechanische Parameter auf und kann in mehrfacher Hinsicht einen wesentlichen Beitrag zur Optimierung der Transplantatfixation leisten. Allerdings ist eine Übertragung von Ergebnissen, die in einem Tierversuchsmodell erhoben wurden, auf humane Kniegelenke immer kritisch zu beurteilen. Daher sind weitere Messungen an Spenderkniegelenken des jungen Menschen im Vergleich mit bereits in der Praxis bewährten Fixationssystemen notwendig. |
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| DOI: | 10.17192/z2011.0237 |