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Luciani, Etienne (2003): Eine in-vitro-Studie über die Zugkräfte im vorderen Kreuzband und vorderen Kreuzband-Ersatz (Ligamentum patellae- und Semitendinosus-Plastik). Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

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.