Zyklische biomechanische Testung der tiefen Beugesehne der Schulter- und Beckengliedmaße des Pferdes

Klein, Tobias Thomas (2022): Zyklische biomechanische Testung der tiefen Beugesehne der Schulter- und Beckengliedmaße des Pferdes. Dissertation, LMU München: Tierärztliche Fakultät

Abstract

Zyklische biomechanische Testung der tiefen Beugesehne der Schulter- und Beckengliedmaße des Pferdes. Ziel dieser Dissertation ist es, neue Erkenntnisse über die biomechanischen Eigenschaften der tiefen Beugesehne des Pferdes gliedmaßenvergleichend zu sammeln. Hierzu wurden die tiefe Beugesehnen der Vorder- und Hintergliedmaße des Pferdes zum ersten Mal überhaupt systematischen, zyklischen Zugversuchen während unterschiedlicher Belastungsarten ausgesetzt. Von 12 Warmblutpferden wurden insgesamt 24 Sehnen der Vordergliedmaße und 22 Sehnen der Hintergliedmaße einem zyklischen Spannungsrelaxationsversuch, einem zyklischen Kriechversuch und ergänzend einem dynamischen Reißversuch unterzogen. Die Sehnen wurden zunächst längs gesplittet und die Querschnittsflächen durch ultrasonografische Untersuchungen ermittelt. Anschließend wurden die Proben mithilfe einer Material-Prüfmaschine den Zugversuchen ausgesetzt. Durch steigende Belastungsstufen konnte das viskoelastische Sehnenverhalten während physiologisch zu erwartenden Belastungen bis hin zu Überlastungen mit pathologischen Folgen nachvollzogen werden. Es hat sich gezeigt, dass die vordere tiefe Beugesehne optimal an konstante Dehnungszustände angepasst ist, während die hintere tiefe Beugesehne perfekt auf konstante Spannung ausgelegt ist. Eine vergleichende Betrachtung der erfassten Ergebnisse mit publizierten in vivo Daten hat anschließend zu der Hypothese geführt, dass zum Zeitpunkt der größten Belastung die TBS der Vordergliedmaße konstant gedehnt wird und die TBS der Hintergliedmaße konstant unter Spannung steht. Nachdem sich das viskoelastische Sehnenverhalten mit der Belastungsart maßgeblich verändert, konnte durch diese Erkenntnis eine Übertragung auf die möglichen Belastungszustände in vivo erzielt werden. Hier hat sich gezeigt, dass die Belastungen, welche im Reitsport üblich sind, bereits Schädigungen des Sehnenmaterials vermuten lassen. Dadurch konnte aufgezeigt werden, wie wichtig einerseits ein ausgeglichenes Trainingsmanagement mit ausreichender Regenerationszeit speziell nach Spitzenbelastungen im Wettkampf und andererseits langsame Leistungssteigerung während der Ausbildung sind. Die hier erlangten Erkenntnisse stellen einen weiteren Baustein in der umfangreichen Erforschung der Sehneneigenschaften dar. Sie helfen, in vivo Belastungs- und Überlastungszustände einzuschätzen und können dadurch zum Erhalt der Sehnengesundheit und letztlich zur Förderung des Tierwohls beitragen.

Abstract

Cyclic biomechanical testing of the equine deep digital flexor tendon comparing fore- and hindlimb. Gaining new insights into the biomechanical properties of the equine deep digital flexor tendon (DDFT) by a systematic comparison of the fore- and the hindlimb was the primary goal of this thesis. For the first time in history the equine DDFT of the fore- and the hindlimb were compared by conducting systematic, cyclic in vitro tests with different loading types. 24 tendons of the forelimb and 22 tendons of the hindlimb of 12 adult warmblood horses were used to perform cyclic stress relaxation tests, cyclic creep tests and dynamic destructive tests. The tendons were split and their cross-sectional areas were measured by means of ultrasonography. Subsequently all test specimens were tested (tensile tests) by using a material testing machine. Because those tendons were proofed under increased loading stages, it was possible to observe the viscoelastic behavior during physiological as well as pathological loadings. After all data were analyzed, it was clear that the DDFT of the forelimb is optimized on constant strains while the DDFT of the hindlimb is perfectly adapted to constant stresses. Comparing this study´s in vitro data with already published in vivo data finally leads to the hypothesis that regarding the peak loadings during locomotion the DDFT of the forelimb is subjected to constant strain, the DDFT of the hindlimb to constant stress. Because of outstanding differences of viscoelastic tendon behavior between the respective loading types, these results could be transferred to in vivo locomotion situations. Furthermore, this pointed out that even loads that are common in equestrian disciplines can already result in tendon damage. This is the reason why a balanced training and rehab management especially after peak loadings in horse competitions on the one hand as well as a slow increase of loading during horse education on the other hand are such important factors. This thesis gains new insights in tendon behavior and can help judging tendon load and overload and therefore in the end preserve tendon health and promote animal welfare.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Pferd, tiefe Beugesehne, Horse, deep digital flexor tendon, biomechanic
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 590 Tiere (Zoologie)
• Fakultäten: Tierärztliche Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 12. Februar 2022
• 1. Bericht­erstatter:in: Reese, Sven