Aus der. Klinik für Kleintiere. der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig

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1 Aus der Klinik für Kleintiere der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig In-vitro Untersuchungen zur Gelenkstabilität und Fadenspannung nach lateraler Fadenzügelung am Kniegelenk des Hundes Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doctor medicinae veterinariae (Dr. med. vet.) durch die Veterinärmedizinische Fakultät der Universität Leipzig eingereicht von Christof Fischer aus La Paz (Bolivien) Leipzig, 2010

2 Mit Genehmigung der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig Dekan: Prof. Dr. Arwid Daugschies Betreuer: Dr. habil. Peter Böttcher Gutachter: Dr. habil. Peter Böttcher, Klinik für Kleintiere, Veterinärmedizinische Fakultät der Universität Leipzig Prof. Dr. Andrea Meyer-Lindenberg, Klinik für Kleintiere, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover Tag der Verteidigung:

3 Meiner Frau, meiner Tochter und meinen Eltern

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5 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Literaturübersicht Die Ruptur des vorderen Kreuzbandes beim Hund Ätiologie und Pathogenese Diagnose der Ruptur des vorderen Kreuzbandes beim Hund Die Behandlung der Ruptur des vorderen Kreuzbandes beim Hund Konservative Therapie Chirurgische Therapie Intraartikuläre Methoden (Operationsmethoden mit Bandersatz) Extraartikulärer Stabilisierung des Kniegelenks Dynamische Stabilisierungsmethoden Kniegelenkstabilität nach lateraler Fadenzügelung (LFZ) Einfluss der Isometrie auf die Stabilisierung der Ruptur des vorderen Kreuzbandes mittels lateraler Fadenzügelung Einfluss des Kniegelenkwinkels beim Anspannen bzw. Knoten der lateralen Fadenzügelung Grundlagen der Spannungsanalyse mit Dehnungsmessstreifen Publikationen Kniegelenksstabilität nach lateraler Fadenzügelung mit Ethibond Excel : frühzeitige Destabilisierung nach passiver Gelenkbewegung Effects of attachment sites and joint angle at the time of lateral suture fixation on tension in the suture for stabilization of the cranial cruciate ligament deficient stifle in dogs I

6 Inhaltsverzeichnis 4 Diskussion Zusammenfassung Summary Literaturverzeichnis...70 II

7 Abkürzungsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis DMS LFZ MRT TPLO VKB Dehnungsmessstreifen laterale Fadenzügelung Magnetresonanztomographie Tibial plateau leveling osteotomy Vorderes Kreuzband

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9 Einleitung 1 Einleitung Die Ruptur des vorderen Kreuzbandes (VKB) führt zu Instabilität und damit verbundener Schmerzhaftigkeit mit nachfolgender Degeneration des betroffenen Gelenkes und hohem Risiko sekundärer Meniskusschäden (MARSHALL und OLSSON 1971, POND und CAMPBELL 1972, ARNOCZKY und MARSHALL 1977). Seit 1952 wurde eine Vielzahl unterschiedlicher Operationsmethoden entwickelt, wobei insbesondere intraartikuläre Rekonstruktionen (PAATSAMA 1952, ARNOCZKY et al. 1979), extraartikuläre Stabilisierungen (DEANGELIS und LAU 1970, FLO 1975, SMITH und TORG 1985) sowie Osteotomien der proximalen Tibia (SLOCUM und SLOCUM 1993, MONTAVON et al. 2002) zum Einsatz kommen. Bisher konnte sich keine Methode hinsichtlich des klinischen Erfolges den anderen als eindeutig überlegen erweisen (ARAGON und BUDSBERG 2005, CONZEMIUS et al. 2005, AU et al. 2010) und somit ist die Wahl der angewandten Operationstechnik vornehmlich das Ergebnis persönlicher Vorliebe des Chirurgen (LEIGHTON 1999). Die extraartikuläre Stabilisierung in Form einer lateralen Fadenzügelung (LFZ) ist eine der am häufigsten bei klein- sowie grosswüchsigen Hunden angewandte Operationsmethode (LEIGHTON 1999, LAMPMAN et al. 2003). Basierend auf den ursprünglichen Beschreibungen von DEANGELIS und LAU (1970) und später FLO (1975), sind eine Vielzahl von Modifikationen insbesondere im Hinblick auf das verwendete Nahtmaterial, die angewandte Knotentechnik und die Platzierung der Verankerungspunkte für die laterale Fadenschlaufe beschrieben (LEWIS et al. 1997, HYMAN et al. 2001, SICARD et al. 2002, HARPER et al. 2004, GUÉNÉGO et al. 2007, WALLACE et al. 2008, BURGESS et al. 2010). Eine bekannte Komplikation nach LFZ stellt die Lockerung der Verspannung dar (HULSE 2006, MCCARTNEY et al. 2007, CASALE und MCCARTHY 2009). Tritt diese bereits innerhalb der ersten Wochen post OP auf, resultiert daraus erneut eine Gelenkinstabilität mit entsprechender klinischer Symptomatik (GUÉNÉGO et al. 2007). Mögliche Ursachen für die Lockerung sind unter anderem Dehnung, Riss oder Ausreißen des Fadenzügels (PATTERSON et al. 1991, LEWIS et al. 1997, STÖRK 1

10 Einleitung et al. 2001), Dehnung bzw. Abrutschen der Verknotung (HARPER et al. 2004, BANWELL et al. 2005, MCCARTNEY et al. 2007), Abrutschen der Schlaufe von der lateralen Fabella (STÖRK et al. 2001) bzw. Ausriss von Knochenankern (GUÉNÉGO et al. 2007) sowie kontinuierliches Nachgeben der Weichteile, an denen der Fadenzügel verankert wurde (PATTERSON et al. 1991, OLMSTEAD 1993). Auslösender Faktor für derartige Komplikationen stellt in der Regel die mechanische Überlastung der Verspannung bei unkontrollierter Aktivität des Patienten dar (SMITH 2000). Allerdings belegen neuere Studien, dass die Wahl der Verankerungspunkte einen entscheidenden Einfluss darauf hat, ob in der Bewegung des Kniegelenks eine gleichmäßige Spannung in der Schlaufe auftritt, oder ob es bei Beugung und Streckung des Kniegelenks zu Spannungsspitzen kommt, welche eine Überlastung der Verspannung bewirken könnten (HYMAN et al. 2001, GUÉNÉGO et al. 2007, ROE et al. 2008). Insbesondere für die LFZ in Form einer Fadenschlaufe kaudal der lateralen Fabella und kranial im Bereich der Tuberositas tibiae konnte ein hohes Maß an Anisometrie nachgewiesen werden (HYMAN et al. 2001, ROE et al. 2008). Dieser Umstand führt bei Beugung des Kniegelenks zu einem signifikanten Anstieg der Spannung im Fadenzügel (HYMAN et al. 2001) und könnte somit trotz Ruhighaltung des Tieres die angeführten Komplikationen hervorrufen. Ein weiterer Faktor, der die im Fadenzügel auftretende Spannung beeinflussen könnte, ist der Kniegelenkwinkel, in dem die Zügelung verknotet wird. Auch wenn es diesbezüglich beim Hund keine Angaben in der Literatur gibt, belegen humanmedizinische Untersuchungen, dass bei intraartikulärer Rekonstruktionstechnik die Winkelung zum Zeitpunkt der Fixierung des Transplantats einen signifikanten Einfluss auf die Implantatsspannung und die damit verbundene Gelenkstabilität hat (ASAHINA et al. 1996, HÖHER et al. 2001, AUSTIN et al. 2007). Um in Zukunft die Qualität der LFZ zu verbessern und somit das Risiko einer frühzeitigen Lockerung zu minimieren, war es Ziel der vorliegenden Arbeit zu prüfen, in welchem Ausmaß es bei der traditionellen Operationsmethode, wie sie von FLO 2

11 Einleitung (1975) beschrieben wurde, in der direkt postoperativen Phase zu einer relevanten Lockerung der LFZ mit nachfolgender Instabilität des Kniegelenks kommt. Zudem sollte untersucht werden, ob der handgeknüpfte Knoten der Zügelung Ursache für die frühzeitige Lockerung sein könnte. Weiterhin war von Interesse, ob die Position der Verankerungspunkte für die LFZ einen Einfluss auf den Spannungsverlauf in der LFZ hat. In diesem Zusammenhang sollte zusätzlich bestimmt werden, ob der Kniegelenkwinkel zum Zeitpunkt der Knotung des Fadenzügels Auswirkungen auf den Spannungsverlauf innerhalb der Fadenzügelung hat. Im Detail sollten folgende Hypothesen geprüft werden: 1. Bereits geringe mechanische Belastungen in Form passiver Bewegungszyklen des Kniegelenks bewirken bei einer handgeknüpften extraartikulären Ethibondzügelung nach FLO (1975) eine Destabilisierung des frisch operierten Gelenkes. 2. Die Handknüpfung einer Fadenschlaufe, bestehend aus 4 Ethibondfäden, erlaubt es nicht, den beim Anziehen der Fadenschlaufe aufgebrachten Zug zu konservieren. 3. Die von HYMAN und Mitarbeitern (2001) bzw. ROE und Mitarbeitern (2008) erarbeiteten Verankerungspunkte für die laterale Fadenzügelung bedingen im Vergleich zur traditionellen Verankerung nach FLO (1975) eine gleichmäßigere Belastung der Fadenschlaufe und somit geringere Spannungsspitzen. 4. Der Winkel, in dem der Fadenzügel verknotet wird, beeinflusst den Spannungsverlauf in der Schlaufe. 3

12 Literaturübersicht 2 Literaturübersicht 2.1 Die Ruptur des vorderen Kreuzbandes beim Hund Ätiologie und Pathogenese Die VKB-Ruptur ist die häufigste Ursache für eine Lahmheit beim Hund (JOHNSON et al. 1994). Zugleich stellt sie ein multifaktorielles Geschehen dar, welches durch extraartikuläre Einflüsse begünstigt wird (PAATSAMA 1952, JOHNSON et al. 1994). Folgende Einflussfaktoren konnten identifiziert werden: Alter, Rasse, Geschlecht, hohes Körpergewicht sowie begleitende orthopädische Erkrankungen der betroffenen Gliedmaße (VASSEUR et al. 1985, WITSBERGER et al. 2008). Progressive Degeneration des Ligamentum cruciatum craniale mit Zerstörung der Kollagenfasern (VASSEUR et al. 1985), eine steile Stellung der Hintergliedmaßen (WILKE et al. 2002) sowie starke körperliche Beanspruchung (SINGLETON 1960) stellen weitere Einflussgrößen dar. Eine partielle oder komplette Ruptur des VKB verursacht Instabilität im Kniegelenk und führt zu einer Kaskade entzündlicher und pathologischer Veränderungen (MARSHALL und OLSSON 1971). In Erwiderung auf die Instabilität und die damit verbundene abnormale Gelenkkinematik, treten Veränderungen in der Proteinglykan- und Kollagenstruktur des Gelenkknorpels auf, zudem entsteht eine ausgeprägte Synovialitis und im weiteren Verlauf Osteophyten und Meniskusschäden (MARSHALL und OLSSON 1971, JOHNSON und JOHNSON 1993). Ausnahmslos führt die Ruptur des VKB zur Entwicklung einer progressiven Gonarthrose (MARSHALL und OLSSON 1971) Diagnose der Ruptur des vorderen Kreuzbandes beim Hund Die Diagnose einer VKB-Ruptur beim Hund kann klinisch und mit Hilfe von bildgebenden Verfahren erfolgen. Die klinische Diagnose ergibt sich aus der gestörten Funktion des Bandes. Schwierigkeiten kann es allerdings bei frischen Verletzungen und partieller Ruptur des VKB geben (JOHNSON und HULSE 2002, BRINKER et al. 2006). Die oftmals typische Anamnese zusammen mit einer unter Umständen in Sedation durchgeführten orthopädischen Untersuchung erlaubt in 4

13 Literaturübersicht vielen Fällen die endgültige Diagnose zu stellen. Ergänzt wird der klinische Befund durch Röntgenaufnahmen des betroffenen Kniegelenks, um sekundäre Veränderungen nachzuweisen und mögliche Differentialdiagnosen auszuschließen (JOHNSON und HULSE 2002, BRINKER et al. 2006). Klinische Tests (Schubladentest, Tibiakompressionstest) Bei einer Ruptur des VKB lässt sich die Tibia nach kranial verschieben (vordere Schubladenbewegung) (PAATSAMA 1952). Die physiologischerweise minimale Verschieblichkeit der Tibia erhöht sich im Falle einer VKB-Ruptur auf bis zu 9,5 mm (ARNOCZKY und MARSHALL 1977). Der Schubladentest (Abb. 1) ist am besten bei geringer Beugung des Kniegelenkes auszulösen (PAATSAMA 1952). Der von HENDERSON und MILTON (1978) beschriebene Tibiakompressionstest hat das Ziel, die Gelenkkräfte, die normalerweise während der Standbeinphase auf das Kniegelenk einwirken, zu imitieren. Mit dem Kniegelenk in physiologischem Standwinkel (ca. 135 ), wird durch passive Beugung des Sprunggelenks ein kranioproximaler Schub der Tibia provoziert (SLOCUM und DEVINE 1983). Im Falle einer VKB-Ruptur führt dieser Schub zu einer kranialen Translation der proxialen Tibia und somit zu einem positiven Tibiakompressionstest (HENDERSON und MILTON 1978). Abbildung 1: Schubladentest Translation der Tibia nach kranial und kaudal, um die Stabilität beider Kreuzbänder zu prüfen. 5

14 Literaturübersicht Bildgebende Verfahren Als bildgebende Verfahren zur Diagnostik der VKB-Ruptur sind neben dem Röntgen, die Sonographie, die Magnetresonanztomographie (MRT) und die Arthroskopie zu nennen. Die Röntgenuntersuchung des Kniegelenks in zwei Ebenen ist das am häufigsten angewendete bildgebende Verfahren im Rahmen der Diagnose einer Ruptur des vorderen Kreuzbandes (JOHNSON und HULSE 2002, BRINKER et al. 2006). Dabei dient die Röntgenuntersuchung vornehmlich dem Ausschluss radiologisch nachweisbarer Differenzialdiagnosen, der Beurteilung sekundärer Veränderungen im Rahmen der begleitenden Osteoarthrose bzw. der Feststellung eines knöchernen Ausriss des VKB bei juvenilen Tieren. Als indirekter röntgenologischer Nachweis einer VKB-Ruptur gilt eine ergussbedingte Verbreitung des Kapselschattens (Ausdruck der Gelenkfüllung und der Verlagerung des Corpus adiposum infrapatellare) sowie der Nachweis von Osteophyten (besonders im Bereich des Apex patellae, der Femurrollkämme, des Tibiaplateaus und der Sesambeine) (BENNETT 1988, JOHNSON und JOHNSON 1993). Von einigen Autoren wird die Möglichkeit der sonographischen Darstellung der Kreuzbänder beschrieben (REED et al. 1995, ENGELKE et al. 1997, SEONG et al. 2005), hat sich aber in der klinischen Praxis bisher nicht durchsetzen können. Die MRT ermöglicht eine gute Beurteilung der Kreuzbänder, Menisken sowie des Gelenkknorpels (WIDMER et al. 1994, BANFIELD und MORRISON 2000, MARTIG et al. 2006). Zum jetzigen Zeitpunkt ist die MRT in der Veterinärmedizin aber noch nicht als Routinemethode verfügbar. Die Arthroskopie ist bereits seit langem in der Humanmedizin etabliert und gilt als Goldstandard in der Diagnostik und Therapie von Kreuzbandpathologien (VON RECUM und WENTZENSEN 2008). Anfangs beschränkte sich die Kniegelenks- 6

15 Literaturübersicht arthroskopie beim Hund auf die diagnostische Arthroskopie (SIEMERING 1978, KIVUMBI und BENNETT 1981, MILLER und PRESNELL 1985). Später folgten verschiedene Beschreibungen sowohl diagnostischer als auch therapeutischer Eingriffe im Zusammenhang mit der VKB-Ruptur (FEHR et al. 1996, ENGELKE et al. 1997). Heute liegt der Schwerpunkt der Kniegelenksarthroskopie beim Hund vermehrt auf der Diagnose von Meniskusläsionen (BÖTTCHER et al. 2009). 2.2 Die Behandlung der Ruptur des vorderen Kreuzbandes beim Hund Als Erster beschrieb CARLIN im Jahre 1926 die Ruptur des Ligamentum cruciatum craniale beim Hund (CARLIN 1926), aber erst 1952 führte PAATSAMA die erste chirurgische Korrektur der VKB-Ruptur beim Hund durch (PAATSAMA 1952). Seitdem wurden weitere Operationstechniken und entsprechende Modifikationen beschrieben (PAATSAMA 1952, DEANGELIS und LAU 1970, FLO 1975, ARNOCZKY et al. 1979, PUNZET und WALDE 1979, SLOCUM und DEVINE 1984, SMITH und TORG 1985, MONTAVON et al. 2002, DAMUR et al. 2003, HARPER et al. 2004, HILDRETH et al. 2006, TALAAT et al. 2006, GUÉNÉGO et al. 2007, SNOW et al. 2010). Trotz erheblicher Fortschritte in der Grundlagenforschung und aller operationstechnischen Innovationen gelingt es bisher mit keiner Technik, den Zustand eines kreuzbandgesunden Kniegelenkes wiederherzustellen und die Entstehung bzw. das Fortschreiten der sekundären Osteoarthrose zu verhindern (ARAGON und BUDSBERG 2005). Ziel aller Therapieformen ist die Reduktion von Schwellung, Schmerzen und Instabilität des Gelenkes in der Hoffnung, die Funktion des betroffenen Kniegelenkes wiederherzustellen (KIM et al. 2008) Konservative Therapie Die klinischen Resultate nach konservativer Behandlung der VKB-Ruptur zeigen, dass die Mehrzahl dieser Behandlungen nur zu mäßigen funktionellen Ergebnissen führen (CARLIN 1926, POND und CAMPBELL 1972, VASSEUR 1984, CHAUVET et 7

16 Literaturübersicht al. 1996). Dabei scheint das Körpergewicht der Patienten einen Einfluss auf die Prognose nach konservativer Therapie zu haben. Kleine Hunde scheinen aufgrund ihres geringeren Körpergewichtes die Kniegelenkinstabilität besser zu kompensieren als schwerere bzw. großwüchsige Tiere (POND und CAMPBELL 1972, VASSEUR 1984) Chirurgische Therapie Die chirurgische Versorgung wird mit dem Ziel empfohlen, die funktionelle Gelenksstabilität wiederherzustellen und sekundäre Gelenk- und Meniskussschäden zu vermeiden (POND und CAMPBELL 1972, VASSEUR 1984, MOORE und READ 1995). Die chirurgischen Operationsmethoden lassen sich in drei große Gruppen einteilen: (1) intraartikuläre Methoden, (2) extraartikuläre Methoden und (3) dynamische Stabilisierungen im Zusammenhang mit Osteotomie der proximalen Tibia. Im Folgenden sollen nur die wichtigsten Methoden kurz aufgeführt werden, wobei besonderes Augenmerk auf die LFZ gelegt wird Intraartikuläre Methoden (Operationsmethoden mit Bandersatz) Bei den intraartikulären Methoden wird mittels auto-, homo- oder heterologer Transplantate bzw. synthetischer Materialien ein anatomischer Ersatz des VKB angestrebt (ARNOCZKY et al. 1979, DENNY und GOODSHIP 1980, CURTIS et al. 1985). Hierbei ist es das Ziel, die normale Funktion eines gesunden VKB in allen Bewegungsebenen und Flexionsgraden des Kniegelenkes zu imitieren. Als erste intraartikuläre Methode beschrieb PAATSAMA (1952) eine Technik, bei welcher ein Faszienstreifen durch Bohrkanäle in Femur und Tibia quer durch das Gelenk gezogen wurde. In den nachfolgenden Jahren entstanden zahlreiche Modifikationen, wobei Haut, Sehnen sowie verschiedene künstliche Materialien den Faszienstreifen ersetzten (SINGLETON 1969, ARNOCZKY et al. 1979, PUNZET und WALDE 1979, HULSE et al. 1983, CURTIS et al. 1985, MOORE und READ 1995). Von den intraartikulären Methoden ist heutzutage die von ARNOCZKY und Mitarbeitern 8

17 Literaturübersicht (1979) entwickelte Over-the-top -Methode (Abb. 2) die am häufigsten angewandte intraartikuläre Technik (LEIGHTON 1999). WEISS (1991) bezeichnet die klinischen Ergebnisse nach intraartikulärem Bandersatz als zufrieden stellend, wobei CONZEMIUS und Mitarbeiter (2005) 6 Monate nach erfolgter Rekonstruktion in nur 15% der Patienten eine normale Gliedmaßenfunktion messen konnten. Abbildung 2: Intraartikuläre Over-thetop -Methode nach ARNOCZKY und Mitarbeiter (1979) Ersatz des vorderen Kreuzbandes durch einen Faszienstreifen (Teil der Patellarsehne und Teil der Fascia lata). Die distale Ansatzstelle des Streifens bleibt an der Tuberositas tibiae angeheftet. Der proximale Teil des Streifens wird durch die Fossa intercondylaris geführt und kaudo-lareral der lateralen Kondyle ( over-the-top ) nach Außen geführt und in diesem Bereich verankert Extraartikulärer Stabilisierung des Kniegelenks Das primäre Ziel dieser Operationstechniken ist die mittelfristige Stabilisierung des Gelenkes, bis sich eine periartikuläre Fibrose ausgebildet hat, die im weiteren Verlauf die dauerhafte Gelenkstabilität bedingt (BRINKER et al. 2006). Aufgrund der zahlreichen extraartikulären Techniken werden im Folgenden lediglich die wichtigsten erläutert. Kapsulorhaphie Die Stabilisation des Kniegelenkes wird durch die unspezifische Raffung des periartikulären Gewebes und der Gelenkkapsel bewirkt (CHILDERS 1966). WEISS (1991) berichtet von einer guten bis sehr guten klinischen Erfolgsrate nach Kapselraffung in 72% der Fälle. 9

18 Literaturübersicht Operationstechnik nach DEANGELIS und LAU DEANGELIS und LAU (1970) entwickelten eine Methode, bei der ein Zügel von nicht-resorbierbarem Faden zwischen der lateralen Fabella und dem Ligamentum patellae verspannt wird (Abb. 3). Mit dieser Technik erzielten DEANGELIS und LAU (1970) ein zufrieden stellendes Ergebnis in 85% der Fälle. In 8 von 14 nachuntersuchten Patienten beobachtete WEISS (1991) gute bis sehr gute klinische Ergebnisse. Abbildung 3: Extraartikuläre Operationsmethode nach DEANGELIS und LAU (1970) Ein nicht-resorbierbarer Faden wird um die laterale Fabella und durch den distalen Bereich des Ligamentum patellae geführt. Die Schlaufe wird anschließend angezogen und lateral am Kniegelenk verknotet. Operationstechnik nach FLO FLO (1975) modifiziert die Methode von DEANGELIS und LAU (1970), indem sie die LFZ durch einen Bohrkanal im Bereich der Tuberositas tibiae anstelle des Ligamentum patellae führte (Abb. 4). Seit der Beschreibung durch FLO (1975) wurden hinsichtlich der verwendeten Materialien und der Verspannungspunkte des Fadenzügels entsprechende Modifikationen entwickelt (KNECHT et al. 1977, LEWIS et al. 1997, HYMAN et al. 2001, HARPER et al. 2004, GUÉNÉGO et al. 2007). Auch zum heutigen Zeitpunkt wird ein Großteil der betroffener Hunde mit einer LFZ nach FLO oder entsprechenden Modifikationen versorgt (KORVICK et al. 1994, LEIGHTON 1999, LAMPMAN et al. 2003). 10

19 Literaturübersicht Abbildung 4: Extraartikuläre Operationsmethode nach FLO (1975) Nach dem Umschlingen der lateralen Fabella mit einem nicht-resorbierbaren Faden wird auf Höhe der Tuberositias tibiae der Faden durch einen Bohrkanal gezogen und von medial nach lateral (kaudal des Ligamentum patellae) zurückgeführt. Die Fadenschlaufe wird anschließend lateral am Kniegelenk verknotet. In der gegenwärtigen Literatur finden sich zahlreiche Untersuchungen, die die Ergebnisse nach Versorgung mit einer LFZ bewerten. FLO (1975) berichtet von guten Ergebnissen in 95% der nachkontrollierten Tiere. CHAUVET und Mitarbeiter (1996) beobachteten gute bis sehr gute klinische Ergebnisse in 77% bis 82% der Fälle. WEISS (1991) konnte in 71% der operierten Tiere ein gutes bis sehr gutes Ergebnis verzeichnen. BUDSBERG und Mitarbeiter (1988) stellen in der Computer assistierten Ganganalyse operierter Hunde fest, dass kein signifikanter Unterschied zwischen operierter und gesunder Hintergliedmaße festzustellen war. CONZEMIUS und Mitarbeiter (2005) beobachteten eine normale Gliedmaßenfunktion nach LFZ in 40% der Fälle. AU und Mitarbeiter (2010) untersuchten in einer prospektiven Studie die Gliedmaßefunktion und die röntgenologische Veränderungen nach LFZ. In einem Zeitraum von 24 Monaten konnten sie bei allen Patienten (n = 35) eine Besserung der Gliedmaßenfunktion feststellen. So wie bei jedem chirurgischen Eingriff treten auch bei der LFZ Komplikationen auf. CASALE und Mitarbeiter (2009) beobachteten in 63 von 363 (17,4%) Patienten Komplikationen, allerdings ist damit die Komplikationsrate nach LFZ niedriger als bei anderen Operationsmethoden zur Versorgung einer VKB-Ruptur beim Hund. Entsprechend wird bei einer tibial plateau leveling osteotomy" (TPLO) eine Komplikationsrate von 19% bis 28% (PACCHIANA et al. 2003, PRIDDY et al. 2003, STAUFFER et al. 2006), bei einer tibial tuberosity advancement (TTA) von 31% 11

20 Literaturübersicht (LAFAVER et al. 2007) und bei einer Fibulakopftransposition von 16,5% bis 27% (MULLEN und MATTHIESEN 1989, DUPUIS et al. 1994) angegeben. Fibulakopftransposition Die Fibularkopftransposition (SMITH und TORG 1985) (Abb. 5) stellt eine Ausnahme im Rahmen der extraartikulären Kreuzbandoperationstechniken dar. Diese Operationsmethode nutzt das Ligamentum collaterale laterale, um die kraniale Schubbewegung und vermehrte Innenrotation der Tibia bei VKB-Ruptur zu verhindern. Durch die Verlagerung des Fibulakopfs nach kranial erhält das laterale Seitenband eine kraniale Verlaufsrichtung, so dass das Ligamentum collaterale laterale die Funktion des Kreuzbandes übernehmen kann. Einige Autoren berichten von guten Ergebnisse in 70% bis 90% der Patienten die mit diesem Verfahren versorgt wurden (SMITH und TORG 1985, WEISS 1991). Abbildung 5: Fibulakopftransposition nach SMITH und TORG (1985) Der Fibulakopf wird von der Tibiaepiphyse gelöst und nach kranial versetzt. Zur Befestigung dient eine Drahtzuggurtung oder Schraube Dynamische Stabilisierungsmethoden Mit dem Konzept der dynamischen Stabilisierung sind in den letzten Jahren verschiedene Methoden entwickelt worden, bei denen die Knochengeometrie der proximalen Tibia modifiziert wird (Abb. 6). SLOCUM und DEVINE (1984) entwickelten die Tibiakeilosteotomie, eine Technik, die dazu führt, dass bei Belastung der Gliedmaße der physiologischerweise auftretende kraniale Schub der 12

21 Literaturübersicht proximalen Tibia neutralisiert wird. Auf diesem biomechanischen Prinzip aufbauend, entstanden weitere Osteotomieformen, von denen die TPLO (Abb. 6a) am weitesten verbreitet ist (LEIGHTON 1999, KIM et al. 2008). MONTAVON und Mitarbeiter (2002) entwickelten die TTA (Abb. 6b). Hierbei wird die Instabilität des Kniegelenkes neutralisiert, indem die Tuberositas tibiae nach kranial versetzt wird. Dies hat zum Ziel, die Scherkräfte zwischen Tibiaplateau und Patellarsehne in einen Winkel von 90 zueinander zu bringen. Allgemein werden die klinischen Ergebnisse bei der Anwendung der tibialen Osteotomien als positiv bezeichnet (SLOCUM und DEVINE 1984, WATT 2000, MONTAVON et al. 2002, DAMUR et al. 2003, BRUCE et al. 2006, HOFFMANN et al. 2006, TALAAT et al. 2006). Dabei wird die TPLO von vielen als die beste chirurgische Alternative für die Versorgung der VKB-Ruptur bei mittelgroßen und großen Hunde betrachtet (KIM et al. 2008). Entsprechend wird von guten bis sehr guten klinischen Ergebnissen berichtet (SLOCUM und SLOCUM 1993, BARNHART 2003, KERGOSIEN et al. 2004). a b Abbildung 6: Dynamische Stabilisierungsmethoden mit Osteotomie der proximalen Tibia a: Tibial plateau leveling osteotomy (TPLO) nach SLOCUM und DEVINE (1984). b: Tibial tuberosity advancement (TTA) nach MONTAVON (2002). 13

22 Literaturübersicht 2.3 Kniegelenkstabilität nach lateraler Fadenzügelung (LFZ) Bei der Stabilisierung eines kreuzbandinsuffizienten Kniegelenks ist es das Ziel, die ursprünglichen biomechanischen Verhältnisse im Kniegelenk (Stabilität, Beweglichkeit, etc.) wiederherzustellen (BRINKER et al. 2006). HARPER und Mitarbeiter (2004) verglichen in-vitro die Kniegelenkstabilität nach Anwendung von vier verschiedenen Formen der LFZ an frisch operierten Hundekniegelenken und konnten keinen signifikanten Unterschied hinsichtlich der kranio-kaudalen Stabilität zwischen den getesteten Methoden feststellen. Nicht nur die unterschiedlichen Modifikationen der LFZ könnten einen Einfluss auf die postoperative Gelenksstabilität haben, sondern auch die verwendeten Materialien und Knotentechniken (LEWIS et al. 1997, ANDERSON et al. 1998, VIANNA und ROE 2006). Bezüglich des Fadenmaterials wird monofilamentes Nylon oder die dritte Generation der Polyethylenfäden als überlegen beurteilt (LEWIS et al. 1997). Ebenso scheinen Hülsenklemmtechniken gegenüber den traditionellen Knotentechniken Vorteile zu bieten (ANDERSON et al. 1998, VIANNA und ROE 2006). Über das zu erwartende Ausmaß der Fadenlockerung nach LFZ und ob diese Lockerung zu einer signifikanten Destabilisierung des Gelenks führt, liegen bisher keine Untersuchungen beim Hund vor. 2.4 Einfluss der Isometrie auf die Stabilisierung der Ruptur des vorderen Kreuzbandes mittels lateraler Fadenzügelung Es gibt eine Anzahl von chirurgischen Variablen, die bei der VKB-Stabilisation die Implantatsspannung und somit die postoperative Funktion potentiell beeinflussen könnten. Eine wichtige Variable ist die Isometrie der Rekonstruktion. Als isometrisch wird ein intraartikuläres Transplantat oder ein extraartikulärer Fadenzügel bezeichnet, wenn es bzw. er im Bewegungszyklus des Gelenks eine konstante Länge und Spannung aufweist (PENNER et al. 1988, WILKE 2004). Somit würde sich eine isometrische Verankerung positiv auf die Lebensdauer und die biomechanische Funktion der Konstruktion auswirken. Die Identifizierung entsprechender isometrischer Verankerungspunkte gestaltet sich jedoch schwierig. 14

23 Literaturübersicht Vor dem Hintergrund, dass selbst das vordere Kreuzband keine vollkommene Isometrie aufweist, wird deshalb die relative oder physiologische Isometrie angestrebt (FURIA et al. 1997). Die Platzierung der Fadenschlaufe kaudal um die laterale Fabella und kraniodistal durch ein Bohrloch im Bereich der Tuberositas tibiae war mehr als drei Dekaden die klassische Form der LFZ (FLO 1975). Neuere Studien favorisieren die Verankerung der Schlaufe kranio-distal der Fabella, im Bereich des lateralen Femurkondylus, und kaudo-proximal der Tuberositas tibiae (HYMAN et al. 2001, HULSE 2006, GUÉNÉGO et al. 2007, ROE et al. 2008). In einer Röntgenuntersuchung kaniner Kniegelenke durch ROE und Mitarbeiter (2008) wurden die prozentualen Längenveränderungen über den Bewegungsradius des Kniegelenks zwischen möglichen Verankerungspunkten am distalen Femur und der proximalen Tibia in der Sagittalebene bestimmt (Abb. 7). HYMAN und Mitarbeiter (2001) untersuchten ebenfalls verschiedene Kombinationen femoraler und tibialer Verankerungspunkte (Abb. 8). Allerdings wurde dabei nicht der Abstand zwischen den Punkten, sondern die Spannung in einem zwischen den entsprechenden Punkten gespannten Polyesterfaden bestimmt. Abbildung 7: Mögliche Kombinationen femoraler und tibialer Verankerungspunkte in Anlehnung an ROE und Mitarbeiter (2008) Die geringsten prozentualen Längenveränderungen wurden bei einer femoralen Verankerung nahe der lateralen Projektion des Ursprungs des VKB (Punkt 4) gemessen. Die geringsten prozentualen Längenveränderungen wurden bei den tibialen Verankerungspunkten 1, 2 und 5 gemessen. F = Fabella 15

24 Literaturübersicht F1 Abbildung 8: Verankerungspunkte am distalen Femur und der proximalen Tibia in Anlehnung an HYMAN und Mitarbeiter (2001) T2 T3 F2 Die geringsten Spannungsänderungen wurden zwischen dem femoralen Verankerungspunkt F2 und dem tibialen Verankerungspunkt T3 gemessen. T1 Beide Studien kamen zu dem Schluss, dass je proximaler die Verankerungspunkte im Bereich der proximalen Tibia platziert wurden, desto geringer die prozentuale Längenveränderung bzw. Fadenspannung ausfiel. Im Bereich des distalen Femurs beobachteten sie die geringsten Längenveränderungen bzw. Spannungsänderungen bei einer femoralen Verankerung nahe der lateralen Projektion des Ursprungs des VKB (Abb. 7 & 8). GUÉNÉGO und Mitarbeiter (2007) führten eine retrospektive Studie bei 42 Hunden mit einer Ruptur des VKB durch. Die instabilen Kniegelenke wurden mit einer modifizierten LFZ stabilisiert. Die angewendete Nylonschlaufe wurde mit Hilfe eines Knochenankers im lateralen Femurkondylus fixiert, und die tibiale Verankerung erfolgte mit zwei parallelen Bohrtunneln in der proximalen Tibia. Sie konnten feststellen, dass das Migrationsrisiko des Knochenankers signifikant höher war, wenn der Knochenanker proximaler (zentrumnah des lateralen Femurkondylus) verankert wurde als in einer kaudaler Position (kranial der der lateralen Fabella). Dabei wird angenommen, dass diese Art der Verankerung die Isometrie der Konstruktion und somit auch das funktionelle postoperative Ergebnis verbessert (GUÉNÉGO et al. 2007). Obwohl GUÉNÉGO und Mitarbeiter (2007) gute klinische 16

25 Literaturübersicht Ergebnisse mit dieser Art der LFZ verzeichneten, so mussten sie in 10 von 48 Fällen die Lockerung der femoralen Verankerung feststellen. Dies könnte als Hinweis gedeutet werden, dass trotz der in-vitro nachgewiesenen isometrischen Verankerungsform (HYMAN et al. 2001) Überspannungen der Fadenschlaufe in-vivo auftreten. 2.5 Einfluss des Kniegelenkwinkels beim Anspannen bzw. Knoten der lateralen Fadenzügelung Der Einfluss des Gelenkwinkels zum Zeitpunkt der endgültigen Fixation/Knotung der Konstruktion wurde bisher nur in der Humanmedizin im Zusammenhang mit intraartikulärem Bandersatz untersucht (NABORS et al. 1995, ASAHINA et al. 1996, HÖHER et al. 2001, YASUDA et al. 2004, MIURA et al. 2006, AUSTIN et al. 2007). Obwohl keine Übereinstimmung diesbezüglich in der Literatur herrscht, empfehlen die meisten Autoren die Fixation in voller Streckung bzw. bei geringer Beugung (10 20 ) (PÄSSLER und HOHER 2004). 2.6 Grundlagen der Spannungsanalyse mit Dehnungsmessstreifen Die nachfolgende Beschreibung stützt sich vornehmlich auf das von HOFFMANN (1987) verfasste deutsche Standardwerk. Dehnungsmessstreifen (DMS) (Abb. 9) werden eingesetzt, um Formveränderungen (Dehnungen/Stauchungen) an der Oberfläche von Bauteilen zu erfassen. Sie ermöglichen die experimentelle Bestimmung von mechanischen Spannungen. Die Wirkungsweise metallischer DMS beruht auf dem von Wheatstone und Thomson beschriebenen Dehnungs-Widerstands-Effekt elektrischer Leiter. Jeder elektrische Leiter ändert seinen Widerstand infolge mechanischer Beanspruchung. Eine Dehnungsmessung mittels DMS setzt voraus, dass die Dehnung des zu untersuchenden Objekts verlustlos auf den DMS übertragen wird. Dazu bedarf es einer innigen Verbindung zwischen DMS und Messobjekt. Die geforderte innige, 17

26 Literaturübersicht flächenhafte Verbindung zwischen Messobjekt und DMS wird durch spezielle Klebstoffe erfüllt. Abbildung 9: Charakteristische Bauform eines DMS (HBM, Typ K-LY41-1.5/120) Die Bestimmung der Widerstandsänderung des DMS erfolgt innerhalb einer Wheatstone schen Brückenschaltung (Abb. 10). Dabei werden vier gleiche Widerstände zu einer Brücke verschaltet, wobei einer oder alle der vier Widerstände ein DMS sind. Die durch eine Änderung des Widerstands des DMS resultierende Änderung der Spannung an der Wheatstone schen Brücke kann mit einem Spannungsmessgerät erfasst werden. Dabei ist die Spannungsänderung direkt proportional zur Widerstandsänderung des DMS, und diese wiederum proportional zur einwirkenden Spannung. Mit einer entsprechenden Eichkurve kann somit die gemessene Stromspannungsänderung in die einwirkende mechanische Spannung bzw. umgerechnet werden. Abbildung 10: Wheatstone`sche Brückenschaltung Die vier Arme der Brückenschaltung werden durch die Widerstände R1 bis R4 gebildet. Die Brückeneckpunkte 2 und 3 bezeichnen die Anschlüsse für die Brückenspeisespannung UB. An den Eckpunkten 1 und 4 steht die Brückenausgangspannung UA an, das Messsignal. Die Brückenverstimmung ist die Differenz der Spannungen, die sich an den Spannungsteilern bestehend aus R1, R2, R3 und R4 ergeben. R1, R2, R3 und R4: Widerstände mit Brückenarmen UB: Brückenspeisespannung UA: Brückenausgangspannung (Messsignal) 18

27 Publikationen 3 Publikationen 3.1 Kniegelenksstabilität nach lateraler Fadenzügelung mit Ethibond Excel : frühzeitige Destabilisierung nach passiver Gelenkbewegung. Böttcher P, Fischer C, Werner H, Grevel V, Oechtering G. Tierärztl Prax 2010; 38 (K): Zusammenfassung Gegenstand und Ziel: 1) Bestimmung der kraniokaudalen Kniegelenkstabilität nach lateraler Fadenzügelung und passiver Kniegelenkbewegung. 2) Bestimmung der Schlaufenspannung nach Knotung. Material und Methoden: Die kraniokaudale Kniegelenkstabilität (KKStab) wurde anhand von lateromedialen Röntgenaufnahmen an zehn rechten Kniegelenken orthopädisch gesunder Hunde (> 20 kg KM) ex vivo bestimmt. Die Messung erfolgte am gesunden Gelenk nach Durchtrennung des vorderen Kreuzbandes und nach lateraler Ethibondfadenzügelung. Anschließend wurde das Kniegelenk 350 Mal passiv bewegt und die KKStab nach 50, 100, 250 und 350 Bewegungszyklen gemessen. Des Weiteren wurden sieben Ethibondfadenschlaufen an einer Materialprüfmaschine geknüpft und die Spannung in der Schlaufe nach dem ersten (FMax) und nach dem letzten Knoten (FEnd) gemessen. Ergebnisse: Die KKStab nach Rekonstruktion betrug 3,7 mm und war um 2,7 mm größer als bei intaktem Kreuzband. Bereits 250 passive Bewegungszyklen bewirkten eine signifikante Destabilisierung um 1,5 mm. FMax lag bei 133 N und fiel auf 6 N (FEnd) nach dem fünften Knoten. Schlussfolgerung: Die laterale Fadenzügelung mit Ethibondfäden und Anlegen von fünf einfachen Knoten ermöglicht es nicht, die physiologische Gelenkstabilität herzustellen. Bereits wenige Bewegungszyklen bewirken eine signifikante weitere Destabilisierung. Einer der Gründe für das unbefriedigende Ergebnis ist die hier angewendete Knotentechnik, die es nicht erlaubt, die nötige Fadenspannung zu konservieren. Klinische Relevanz: Die Anwendung von Ethibond in Kombination mit einfacher Knotentechnik scheint für die Durchführung einer lateralen Fadenzügelung nicht geeignet. 19

28 Publikationen Schlüsselwörter Vorderer Kreuzbandriss, Hund, Kniegelenk, lateraler Fadenzügel Einleitung Die Ruptur des vorderen Kreuzbands ist beim Hund die häufigste Lahmheitsursache der Hintergliedmaße (19, 29) und führt zu Instabilität und Degeneration des betroffenen Kniegelenks (24). Entsprechend wurde eine Fülle unterschiedlicher Operationsmethoden entwickelt, wobei insbesondere intraartikuläre Techniken (3), extraartikuläre Stabilisierungsverfahren (9, 12, 34) sowie Osteotomien der proximalen Tibia (28, 32) zur Anwendung kommen. Bisher konnte sich keine Methode den anderen als eindeutig überlegen erweisen (2). Somit beruht die Wahl der Technik vornehmlich auf der persönlichen Vorliebe des Chirurgen (21). Die extraartikuläre Stabilisierung in Form einer lateralen Fadenzügelung (LFZ) stellt eine der am häufigsten angewendeten Operationsmethoden dar (20, 21). Basierend auf der ursprünglichen Beschreibung von DeAngelis und Lau (9) und später Flo (12) ist in der Literatur eine Vielzahl von Modifikationen beschrieben, insbesondere im Hinblick auf das verwendete Nahtmaterial, die eingesetzte Knotentechnik und die Platzierung der Verankerungspunkte für die laterale Fadenschlaufe (5, 14, 15, 18, 22, 31). Ziel der LFZ ist die mittelfristige Stabilisierung des Gelenks, bis sich eine periartikuläre Fibrose ausgebildet hat, die dann für die dauerhafte Gelenkstabilität verantwortlich ist (5). Im Allgemeinen wird hierfür ein Zeitraum von 3 Monaten angegeben (5). In der klinischen Praxis kann aber davon ausgegangen werden, dass bereits weniger als 6 Wochen externe Stabilisierung ausreichen, um die Gelenkkapsel fibrosieren zu lassen (35). Eine bekannte Komplikation nach LFZ stellt die Lockerung der Verspannung dar (7, 26). Tritt diese bereits innerhalb der ersten Wochen nach der Operation auf, resultiert erneut eine Gelenkinstabilität mit entsprechender Lahmheit und womöglich sekundärem Meniskusschaden (14). Mögliche Ursachen für die Lockerung sind unter anderem Dehnung, Bruch oder Ausreißen des Fadenzügels (22, 30, 35), Dehnung 20

29 Publikationen bzw. Abrutschen der Verknotung (15, 26), Abrutschen der Schlaufe von der lateralen Fabella (35) bzw. Ausriss von Knochenankern (14) sowie kontinuierliches Nachgeben der Weichteile (1), an denen der Fadenzügel verankert wurde. Auslösenden Faktor für diese Komplikationen stellt in der Regel die mechanische Überlastung der Verspannung bei unkontrollierter Aktivität des Patienten dar (33). Allerdings vermuten neuere Studien, dass die Wahl der Verankerungspunkte einen entscheidenden Einfluss auf die im Fadenzügel auftretenden Spannungen haben könnte. Insbesondere für die LFZ in Form einer Fadenschlaufe kaudal der lateralen Fabella und kranial im Bereich der Tuberositas tibiae wurde ein hohes Maß an Anisometrie nachgewiesen (11, 18, 31). Dieser Umstand führt insbesondere bei Beugung des Gelenks zu einem signifikanten Anstieg der Spannung im Fadenzügel (11, 18) und könnte somit trotz Ruhighaltung des Tieres die angeführten Komplikationen hervorrufen. Ziel der vorliegenden In-vitro-Studie war zu prüfen, ob es bereits bei geringer mechanischer Belastung zu einer relevanten Lockerung der LFZ mit nachfolgender Instabilität des Kniegelenks kommt. Anhand einer weiteren experimentellen Studie sollte untersucht werden, ob schon beim Knüpfen der Fadenschlaufe ein relevanter Verlust an Spannung auftritt. Material und Methoden Untersuchung der Kniegelenkstabilität nach lateraler Fadenzügelung mit Ethibond Excel Probenmaterial Hintergliedmaßen adulter Hunde mit einer Körpermasse zwischen 20 und 40 kg wurden im Anschluss an die Euthanasie der Tiere im Hüftgelenk abgesetzt und bis zur abschließenden Nutzung ohne weitere Präpäration bei 20 C tiefgefroren. Der Grund für die Euthanasie der Hunde stand nicht in Verbindung mit der vorliegenden Studie. Verwendung fanden 10 rechte Hintergliedmaßen, bei denen die Palpation nach Entnahme keinen auffälligen Befund ergab. Zudem mussten die Kniegelenke in orthogonalen Röntgenaufnahmen eine normale Röntgenanatomie aufweisen. 21

30 Publikationen Schließlich wurde bei der im Zuge der biomechanischen Studie durchgeführten Miniarthrotomie darauf geachtet, dass keine sichtbaren degenerativen Schäden vorlagen. Zwölf Stunden vor der Untersuchung wurden die Gliedmaßen bei Raumtemperatur aufgetaut. Fixation der Gliedmaßen Die Gliedmaßen wurden in einer speziellen Halterung fixiert (Abb. 1). Diese bestand aus einer vertikalen Holzplatte mit entsprechender Bodenplatte sowie zwei Rohrschellen, die im Abstand von 15 cm zur Holzplatte stabil an dieser verankert waren. Ein Einschub auf der Rückseite der Holzplatte ermöglichte es, eine Röntgenkassette plan an die Holzplatte anzulegen. Nach Mobilisierung der Oberschenkelmuskulatur im Diaphysenbereich des Femurs wurde dieser mit den Rohrschellen parallel zur Holzplatte fixiert. Unterschenkel, Tarsus und Pfote blieben unfixiert. Die Position der Rohrschellen an der Holzplatte war so ausgelegt, dass ohne externe Manipulation der Gliedmaße der resultierende Öffnungswinkel des Kniegelenks schwerkraftbedingt 135 betrug. Nach Inzision der Haut und stumpfer Präparation der Weichteile wurden zwei handelsübliche Metallösen aus dem Heimwerkerbedarf eingeschraubt: die eine von kranial nach kaudal in die Tuberositas tibiae und die zweite auf möglichst gleicher Höhe von kaudal nach kranial mittig in den kaudalen Kortex der proximalen Tibia (Abb. 2). Um das Einbringen der Ösen zu erleichtern, wurde zuvor mit einem im Durchmesser um 1,5 mm kleineren Bohrer vorgebohrt. Die Orientierung der Ösen war streng horizontal und gleichzeitig parallel zur Holzplatte. Für alle 10 Präparate wurden die gleichen Ösen verwendet. Diese dienten dazu, das Ausüben eines kranialen bzw. kaudalen Zugs an der proximalen Tibia zu ermöglichen. Die Winkelung des Kniegelenks während der anschließenden Messungen wurde über ein Goniometer bestimmt, das am Trochanter major, dem lateralen Epikondylus und der Längsachse der Tibia anlag. 22

31 Publikationen Abb. 1 Schematische Darstellung der speziell angefertigten Halterung, bestehend aus einer vertikalen Holzplatte mit entsprechender Bodenplatte sowie zwei Rohrschellen, die im Abstand von 15 cm zur Holzplatte stabil an dieser verankert waren. Auf der Rückseite der Holzplatte befand sich ein Einschub, der es ermöglichte, eine Röntgenkassette plan an die Holzplatte anzulegen. Der Öffnungswinkel des Kniegelenks war durch die Konstruktion konstant bei 135 vorgegeben. Knie- und Sprunggelen k waren frei beweglich. Fig. 1 The femur was fixed at about 15 cm distance in a vertical position to a board with a custom made holder using two pipe clamps (one distal and one proximal to the femoral diaphysis), allowing for unconstrained manipulation of the stifle, tibia and tarsus. At the back side of the board a slot allowed placement of a X-ray cassette. The angle at which the stifle was fixed to the board was 135. Abb. 2 Ausüben einer standardisierten vorderen (links) und hinteren Schublade (rechts) in Anlehnung an Lopez et al. (23), wobei über Metallösen mithilfe einer Federwaage ein Zug von 45 N auf die proximale Tibia ausgeübt wurde. Dabei wurde streng darauf geachtet, dass sich die Längsachse der Federwaage horizontal und zugleich plan zur Sagittalebene des Kniegelenks befand. Fig. 2 Excertion of cranial and caudal drawer motion as described by Lopez et al. (23). Using two sping scales a defined traction of 45 N was applied horizontally and parallel to the sagittal plane of the stifle at the most proximal tibia. 23

32 Publikationen Quantifizierung der Kniegelenkstabilität Die Quantifizierung der kraniokaudalen Kniegelenkstabilität geschah in Anlehnung an die von Lopez et al. (23) entwickelte Technik zur In-vivo-Bestimmung der vorderen Schublade bei anästhesierten Hunden mit kompletter oder partieller Ruptur des vorderen Kreuzbands. Dabei wird von medial eine spezielle Halterung am Knie angebracht, die es erlaubt, mit einer definierten Kraft (44,5 N) einen kranialen bzw. kaudalen Schub auf die proximale Tibia bei statisch fixiertem Femur auszuüben. Die resultierende Relativbewegung von Tibia zu Femur wird mittels eines lateromedialen Röntgenbilds festgehalten, wobei sich die Röntgenkassette auf der Innenseite der aus Fiberglas gefertigten Halterung befindet. Sensitivität und Spezifität für die Erkennung einer kompletten Ruptur des vorderen Kreuzbands betragen mit dieser Technik jeweils 100% und für die Erkennung einer Teilruptur 100% bzw. 92% (23). In der vorliegenden Studie kam die von Lopez at al. (23) entworfene Halterung nicht zum Einsatz und der definierte Schub auf die Tibia wurde durch einen definierten Zug an den eingebrachten Metallösen ersetzt (Abb. 2). Um dieses Vorgehen zu standardisieren, wurde manuell mithilfe einer Federwaage (Macro-Line, Pesola, Baar, Schweiz) bei einem Kniegelenkwinkel von 135 ein horizontaler Zug von 45 N parallel zur Holzplatte an der entsprechenden Öse ausgeübt (Abb. 2). Durch Fixierung des Metatarsus mit Sandsäcken während der beiden Messungen blieb der Öffnungswinkel des Kniegelenks konstant. Sobald die Federwaage 45 N anzeigte, wurde bei gehaltener Federwaage ein digitales lateromediales Röntgenbild des Kniegelenks angefertigt (Film-Fokus-Abstand 1 m; 60 kv, 10 mas [15,3 ms]; Speicherfoliensystem Philips AC 500, Fuji HR 18 x 24 cm). Die Röntgenkassette befand sich dabei auf der Rückseite der Holzplatte mit der kurzen Seite in horizontaler Ausrichtung. Der Zentralstrahl war auf die Mitte des Kniegelenks gerichtet. Die beiden digitalen Röntgenbilder (Abb. 3a, b) wurden mit Adobe Photoshop (Adobe Photoshop 7.0.1, Adobe Systems GmbH., München) übereinander projiziert (Abb. 3c) mit dem Ziel, eine optimale Deckungsgleichheit der Tibia zu erzielen. War dies erreicht, wurde der Abstand der am weitesten kaudal 24

33 Publikationen gelegenen Kante der Femurkondylen in den beiden Bildern zueinander gemessen (Abb. 3d). Als Maßstab für die Umrechnung der gemessenen Strecke in Millimeter diente der Schaft der kaudalen Metallöse. Das Ergebnis wurde als totale tibiale Translation definiert (TTT) (17, 23) und stellt das Maß der maximalen kraniokaudalen Instabilität des Gelenks dar. Abb. 3 Bestimmung der kraniokaudalen Kniegelenkstabilität in Anlehnung an Lopez et al (23). Unter kaudalem (a) und kranialem (b) Zug an der proximalen Tibia wurde jeweils ein lateromediales Röntgenbild angefertigt. Diese wurden digital übereinander projiziert (c) mit dem Ziel einer optimalen Überlagerung der Tibia. Der horizontale Abstand der am weitesten kaudal gelegenen Kondylenkante auf beiden Bildern zueinander (d) ergab die totale tibiale Translation (TTT). Als Maßstab zur Umrechnung dieser Strecke in Millimeter diente die kaudal eingebrachte Metallöse. Fig. 3 Measuring of cranio-caudal stifle instability as described by Lopez et al. (23). While applying caudal (a) and then cranial (b) traction at the most proximal tibia a latero-medial radiograph of the stifle was acquired. Both images were digitally superimposed (c) aiming for optimal match of the tibia. Total tibial translation (TTT) was defined as the distance between the most caudal aspect of the condyle in both images. All measurements were converted to millimeters using the caudal metallic eye for reference. Versuchsdurchführung Nach Fixation der Gliedmaße in der beschriebenen Verankerung wurde die TTT für das intakte Kniegelenk bestimmt (Messzeitpunkt A). Der Durchtrennung des vorderen Kreuzbands mit einem Skalpell über eine laterale Miniarthrotomie folgte die zweite Ermittlung der TTT (Messzeitpunkt B). Haut, Faszie und Gelenkkapsel wurden auf einer Länge von ca. 3 cm parallel zur Ligamentum patellae ca. 3 mm lateral davon eingeschnitten und mit einem Gelpi-Spreizer zurückgehalten. Nach Retraktion des retropatellaren Fettkörpers nach kranial wurde das kraniale Kreuzband mit einer 25

34 Publikationen 11er Skalpellklinge unter Sichtkontrolle durchtrennt und der Erfolg durch Auslösen einer vorderen Schublade bestätigt. Ein Verschluss der Arthrotomiewunde fand nicht statt. Die Rekonstruktion des instabilen Kniegelenks erfolgte nach der Beschreibung von Flo (12). Auf Höhe der Tuberositias tibiae wurde 1 cm kaudal davon ein Bohrkanal von lateral nach medial angelegt. Durch diesen wurden vier Fäden Ethibond Excel (Ethicon Products, Norderstedt) der Stärke Metric 6 durchgezogen und von medial nach lateral kaudal des Lig. patellae zurückgeführt. Zuletzt erfolgte das Umschlingen der lateralen Fabella. In einem Öffnungswinkel von ca. 140 (ca. 10 weniger als maximale Extension) wurde die Faden schlaufe, bestehend aus den vier Strängen Ethibond, angezogen und lateral am Gelenk verknotet. Nach Vorlegen eines einfachen Knotens (kein chirurgischer Knoten) wurde dieser mit maximaler Kraft angezogen und mit einem Nadelhalter festgeklemmt. Dem schloss sich das Vorlegen eines zweiten Knotens an. Gleichzeitig mit dem Anziehen dieses Knotens wurde der Nadelhalter gelockert und schließlich entfernt. Zur Sicherung wurden drei weitere Knoten aufgebracht und dann die Fadenenden gekürzt. Nach dieser LFZ erfolgte wiederum die Bestimmung der TTT (Messzeitpunkt C0). Anschließend wurde das Kniegelenk manuell insgesamt 350 Mal passiv gebeugt und gestreckt. Dabei wurde der Unterschenkel parallel zur Holzplatte bewegt und für die ersten 250 Zyklen ein Bewegungsradius von 90 B eugung bis 135 Steckung, und für die letzten 100 Zyklen von 70 Beugung bis zur maximalen Extension (ca , je nach Präparat) eingehalten. Entspreche nde Markierungen auf der Holzplatte dienten zur Standardisierung die exakten Winkelungen. Die TTT wurde nach 50 (C50), 100 (C100), 250 (C250) und 350 (C350) Bewegungszyklen bestimmt. Untersuchung der Fadenspannung beim Knüpfen der lateralen Fadenzügelung An einer Materialprüfmaschine (Zwick Z010, Firma Zwick GmbH & Co., Ulm) wurden sieben separate Fadenschlaufen, bestehend aus vier einzelnen Fadensträngen, geknüpft (Abb. 4) und während des gesamten Vorgangs kontinuierlich die Zugkraft in der Fadenschlaufe gemessen. Die Knüpftechnik sowie 26

35 Publikationen das Nahtmaterial waren identisch zum Hauptversuch. Anhand der sieben gewonnenen Kraft-Zeit-Diagramme erfolgte eine Auswertung der Zugspannung in der Fadenschlaufe zu zwei Zeitpunkten. Zum einen wurde die maximale Spannung beim Anziehen des ersten Knotens (FMax), vor Setzen des Nadelhalters, und zum anderen die resultierende Zügelspannung (FEnd) nach Vollendung aller fünf Knoten bestimmt. Abb. 4 Bestimmung der Spannung in der Fadenschlaufe beim Knüpfen der Schlinge an einer Materialprüfmaschine Fig. 4 Determination of suture loop tension using a material testing machine. Statistische Auswertung Zur Testung auf Normalverteilung von TTT fand der D'Agostino-Pearson-Test (MedCalc, v , Mariakerke, Belgien) Anwendung, der die Hypothese der Normalverteilung zurückwies. Zur deskriptiven Statistik wurden daher Median und entsprechendes 95%-Konfidenzintervall (KI) genutzt. Der Vergleich der TTT zu den unterschiedlichen Messzeitpunkten (A, B, C0 C350) erfolgte über die Analyse des medianen Unterschieds in Form einer 95%- 27