Biomechanische Analyse der Press-fit-Fixierung von Kreuzbandtransplantaten

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1 Unfallchirurg 21 DOI 1.17/s Springer-Verlag 21 M. Jagodzinski 1 M. Ettinger 1 C. Haasper 1 S. Hankemeier 1 D. Breitmeier 2 C. Hurschler 3 C. Krettek 1 1 Unfallchirurgische Klinik, Medizinische Hochschule Hannover (MHH) 2 Rechtsmedizinisches Institut, Medizinische Hochschule Hannover (MHH) 3 Labor für Biomechanik und Biomaterialien, Medizinische Hochschule Hannover (MHH) Biomechanische Analyse der Press-fit-Fixierung von Kreuzbandtransplantaten Mehrere Untersuchungen haben sich der biomechanischen Charakterisierung von Press-fit-Fixierungen gewidmet: Seil et al. [19] konnten zeigen, dass sich die maximale Versagenslast signifikant steigert, wenn sich der Winkel zwischen Transplantat und Auszugskraftvektor ändert. Dies ist funktionell von Bedeutung, da die femorale Fixierung zumeist in gebeugtem Zustand erfolgt und die Belastung des Transplantats während der Passivbewegung v. a. in der Streckung statt findet [8, 14]. Über die Press-fit-Verankerung der Patellasehne existieren bereits mehrere biomechanische Studien [15, 19]. Die Pressfit-Fixierung der Hamstringsehnen ist ein interessantes Verfahren, besonders in Kombination mit einem Knochenblock, der die ossäre Einheilung beschleunigt. Pässler u. Mastrokalos [17] haben eine Technik beschrieben, die einen flaschenhalsähnlichen femoralen Bohrkanal und einen Knoten in Semitendinosus-Grazilis- (SG-)Transplantaten benutzt, um eine implantatfreie Press-fit-Fixierung der Sehnen zu erzeugen. Die maximale Versagenslast wurde bei der biomechanischen Testung als zu einer Interferenzschraubenfixierung gleichwertig bewertet [17]. In den letzten Jahren ist eine Zweibündelrekonstruktion des vorderen Kreuzbandes (VKB) in den Fokus gerückt, hier existieren bisher keine biomechanischen Analysen einer Press-fit-Technik. Von unserer Arbeitsgruppe wurde ein System verwendet, das den systematischen Vergleich von Transplantatverankerungen erlaubt. In diesem System wurden mehrere Press-fit-Fixierungen biomechanisch charakterisiert [2, 9]. Grundlage waren dabei die Untersuchungen von Kousa et al. [1, 11]. Die Autoren haben ein ovines Modell publiziert, in dem 12 der gängigsten Implantate verwendet wurden. Der Nachteil dieses Modells ist die Verwendung oviner Knochen, durch die die wahren Ausreißkräfte überschätzt werden [16]. Gleichzeitig bieten xenogene spongiöse Knochenverankerungen eine vergleichsweise geringe Standardabweichung der Knochendichte [2] und somit eine gute Vergleichsbeurteilung verschiedener Gruppen. Ziel dieser Übersichtsarbeit ist die biomechanische Charakterisierung verschiedener Press-fit-Fixierungen der gängigsten Transplantate im Vergleich zur Interferenzschraubenfixierung. Material und Methoden Insgesamt verwendeten wir in mehreren Arbeiten 84 Leichenknie für die Explantation der Patellasehne (PT), Hamstringsehnen (SG) und Quadrizepssehne (QU). Das Alter betrug 53,8±18, (18 79) Jahre. Die Explantation wurde 2,1±1,2 Tage post mortem im Institut für Rechtsmedizin der Medizinischen Hochschule Hannover durchgeführt. Nach Entnahme der nicht formalinfixierten Präparate wurden diese bei 27 C tiefgekühlt gelagert. Knochenblöcke wurden im Bereich des tibialen Bohrkanals an der Tuberositas tibiae entnommen. Je nach verwendeter Technik waren diese 9 mm (Einzelbündel) oder 7 mm (Doppelbündel) im Durchmesser und verjüngten sich konisch um 1 mm. Die Patellasehne war 9 mm breit und wurde unmittelbar kaudal der Patella abgetrennt. Der Knochenblock an der Quadrizepssehne war 2 mm lang. Er wurde analog zur Patellasehne präpariert. Die Grazilissehnen waren 2,4±5,2 cm, die Semitendinosussehnen 25,3±3,6 cm lang. Für die Verankerung im Bohrkanal benutzten wir die Femora von 12 Schweinen. Die Kondylenbreite betrug 5,4±5,4 mm. Der femorale Hals wurde diagonal abgeschnitten und der Knochenschaft des Femurs in einen Aluminiumring einzementiert (Technovit 44, Fa. Heraeus, Wehrheim). Zur Sicherung gegen Herausziehen des Knochens wurde ein 5-mm-Stahlstift quer durch Kunststoff und Knochen eingebracht. Präparationstechnik für femorale Fixierungen Transplantat und Knochenblöcke wurden während der Präparation und biomechanischen Testung mit NaCl-Lösung feucht gehalten und vor und nach der Präparation bei 27 C gelagert. Alle Präparate M. Jagodzinski und C. Haasper sind Mitglieder der AG Arthroskopische Chirurgie der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie (Leiter: Prof. Dr. H. Lill). Der Unfallchirurg 21 1

2 Die SG-Sehnen wurden nach der von Pässler u. Thermann [18] beschriebenen Knotentechnik präpariert. Hier wurde jeweils ein Knoten in die Semitendinosusund Grazilissehne gelegt, wobei 1 mm Sehne hinter dem Knoten überstehen. Die Knoten wurden durch 4 Nähte gesichert (Ethibond Stärke 2-, Ethicon GmbH, Norderstedt). Die Knoten wurden festgezogen, bis sie durch eine Bohrschablone passten, die maximal 4 mm größer war als der Sehnendurchmesser. Der AM-Tunnel und der PL-Tunnel wur- a Patellarsehne b Knotentechnik c 2 Knochenblöcke d Bottom to Top Felmet- Hertel- Pässler- PT SGK SGB F SGOI SGIO SGS e Knochenblock von f Knochenblock von g Naht h divergierende Bohrkanäle für außen innen Double Bundle SGD, PTD,QUD Abb. 1 8 Verschiedene Schritte der Präparationstechnik für die femorale Press-fit-Fixierung. PT Press-fit Patellasehne/Knochenzylinder nach Hertel et al. [5], SGK Hamstringsehnen mit Knoten in einem Flaschenhalskanal nach Pässler u. Mastrokalos [17], SGB Hamstringsehnen über einen Knochenblock gelegt, von innen nach außen, F Hamstringsehnen mit von innen eingestößeltem Knochenblock nach Felmet [3], SGOI Hamstringsehnen über einen Knochenblock gelegt, von außen nach innen, SGIO Hamstringsehnen über einen Knochenblock gelegt, von innen nach außen, SGS Hamstringsehnen über eine Knochenbrücke verknotet; SGD Doppelbündelbohrkanal Hamstringtransplantate, PTD dto. Patellarsehnentransplantate, QUD dto. Quadrizepssehnentransplantate. (Mit freundl. Genehmigung Verlag Elsevier, London) wurden mit einer axialen Drehung von 3 und einer Flexion des Femurschafts von 6 gebohrt, sodass eine Operationstechnik imitiert wurde, bei der die Bohrkanäle in 12 Kniebeugung angelegt werden [18]. Präparationstechnik für das Doppelbündel Zuerst erfolgte die Anlage des anteromedialen (AM-)Tunnels analog des humanen femoralen Ursprungs des anteromedialen Bündels. Dabei wurde zuerst die korrekte Lage durch das Bohren mit einem K-Draht gewährleistet, um später mit der dem Transplantat entsprechenden Größe zu überbohren. Der posterolaterale (PL-)Tunnel wurde in gleicher Weise am Übergang der Fossa intercondylaris zur Knorpelgrenze des lateralen Femurkondylus gebohrt. Am Ende blieb eine 2-mm- 2 Der Unfallchirurg 21 Knochenbrücke zwischen den beiden divergierenden Bohrkanälen (. Abb. 1). Anschließend wurden beide Tunnel mit einer Kopfraumfräse hinterfräst, sodass ein flaschenhalsähnlicher Bohrkanal entstand. Patellarsehnentransplantate (PTD) Der AM- und der PL-Tunnel wurden mit einem 7-mm-Bohrer gebohrt. Die Transplantate wurden in der Reihenfolge anteromedial vor posterolateral inside-outside in die Bohrkanäle eingebracht. Danach wurde der Knochenblock mit Hilfe eines Impaktors (Fa. Richard Wolf GmbH, Knittlingen) in die Nut eingebracht. Der freie Knochenblock aus dem Bereich des tibialen Bohrkanals wurde nun zwischen das in der Hinterfräsung liegende Transplantat und den Knochen in den Bohrkanal eingeschlagen (. Abb. 1h). Quadrizepssehnentransplantate (QUD) Die Präparation erfolgte analog der Patellasehne mit Knochenblöcken (PTD,. Abb. 1h). Hamstringtransplantate (SGD)

3 Zusammenfassung Abstract den entsprechend der Transplantatgröße gebohrt, wobei das größere Transplantat für das AM-Bündel verwendet wurde. Die Transplantate wurden in der Reihenfolge anteromedial vor posterolateral inside-outside in die Bohrkanäle eingebracht. Danach wurden die Knoten mit Hilfe eines Impaktors (Fa. Richard Wolf GmbH, Knittlingen) in die Nut gedrückt. Der freie Knochenblock aus dem Bereich des tibialen Bohrkanals wurde nun zwischen das in der Nut liegende Transplantat und den Knochen in den Bohrkanal eingeschlagen (. Abb. 1). Präparationstechnik der femoralen Einzelbündelverankerungen Für die Testung der Einzelbündelrekonstruktionen wurden Hamstringtransplantate und Patellasehnen verwendet. Die Beugesehnen wurden doppelt gelegt und mit einer Whipstitch-Technik (Fiber- Wire, Nr. 2, Arthrex GmbH, Karlsfeld) paarweise die distalen 2 mm gegeneinander vernäht. Die Länge der gedoppelten Sehnen betrug 7 mm. Patellasehnen-Knochen- Transplantate (PTB) Der Knochenblock der Patellasehnentransplantate wurde konusförmig auf 9 mm getrimmt. Der femorale Knochentunnel wurde mit einem 8-mm- Bohrer gebohrt und dann die Kortikalis mit 9 mm überbohrt. Der Knochenblock wurde 2 in Bezug auf den femoralen Schaft gedreht in das Bohrloch eingeschlagen [4]. Unfallchirurg 21 DOI 1.17/s Springer-Verlag 21 M. Jagodzinski M. Ettinger C. Haasper S. Hankemeier D. Breitmeier C. Hurschler C. Krettek Biomechanische Analyse der Press-fit-Fixierung von Kreuzbandtransplantaten Zusammenfassung Press-fit-Fixierungen sind interessant, da diese einen zirkulären Kontakt zwischen Knochen und Transplantat ermöglichen und Fremdmaterial vermeiden. Diese Übersichtsarbeit vergleicht etablierte mit neu entwickelten Press-fit-Fixierungen aller gängigen Transplantate und vergleicht das biomechanische Verhalten mit fremdmaterialhaltigen Fixierungen wie der Interferenzschraube. Für die Versuche wurden 168 humane Kadavertransplantate entnommen (Alter 49,2±18,5 Jahre). Fünfzehn verschiedene Fixierungen wurden miteinander verglichen. Die Konstrukte wurden zyklisch gedehnt und dann bis zum Versagen getestet. Die sub- Biomechanical analysis of press-fit fixation of anterior cruciate ligament transplants maximale Versagenslast, Steifigkeit, Elongation und Versagensart wurden verglichen. Insgesamt zeigen einige Techniken vergleichbare biomechanische Qualitäten wie Fixierungen mit Implantaten. Einige Press-fit- Fixierungen erreichen eine ähnliche Primärstabilität wie eine Transplantatverankerung mit Implantaten. Durch die gelenknahe Verpressung mit körpereigenem Material erhält das Transplantat einen engen Kontakt zum gelenknahen kortikalen Knochen. Schlüsselwörter Press-fit Biomechanik Vorderes Kreuzband Abstract Press-fit fixation of anterior cruciate ligament autografts is an interesting technique because no hardware is necessary. A total of 168 cadaveric human patellar, quadriceps and hamstring tendons (average age 49.2±18.5 years) were used and 15 different fixation methods were tested. Constructs were cyclically stretched and then loaded until failure. Maximum load to failure, stiffness and elongation during failure testing and cyclical loading were compared. Some techniques showed comparable biomechanical qualities to interference screw fixation. All investigated double bundle fixation techniques were equal in terms of maximum load to failure, stiffness and elongation. All techniques exhibited greater elongation during initial cyclical loading. Some of the press-fit fixation techniques investigated exhibited comparable biomechanical properties and preconditioning of the constructs is critical. Press-fit fixation enhances tendon to bone contact at the entry of the bone tunnel to the joint. Keywords Press-fit Biomechanics Anterior cruciate ligament Hamstringtransplantate (SGS) Nach Bestimmung des Transplantatdurchmessers folgte die Anlage des Bohrkanals in entsprechender Größe. Mit einem Zielgerät wurde eine Knochenbrücke geschaffen, über die das Konstrukt mit 5 Knoten fixiert wurde. Daraufhin wurde der Knochendübel aus autologer Kortikalis/Spongiosa eingestößelt (. Abb. 1). Hamstringtransplantate (SGB) In dieser Gruppe wurde ein Sehnen- Knochenblock-Konstrukt präpariert. Der Unfallchirurg 21 3

4 a Techniken T, TS b Technik S Knochendübel tikulären Tunneleingangs wurde überbohrt; ein Impaktor (Wolf, Knittlingen, Deutschland) wurde benutzt, um die Spongiosa zu verdichten. Die Transplantate wurden von außen nach innen eingesetzt und mit 89 N (2 lb) für 5 min vorbelastet. Die Semitendinosussehne wurde anterior der Grazilissehne zuerst eingezogen. Beide Knoten wurden eingeführt, bis sie am Flaschenhals mit ihren Knoten festsaßen (. Abb. 1b). Hamstringtransplantate (SGOI) VKBc Insertion d Technik F e Abb. 2 8 a Ein 4-mm-Tape (Ethibond, Ethicon GmbH, Norderstedt) bzw. ein Fiberwire -2-Faden (Arthrex GmbH, Karlsfeld) wurden in die Schlaufe eingelegt (Techniken T und TS). b Alternativ wurden die Enden mit einer modifizierten Baseballnaht vernäht (Technik S). c Der Knochenblock wurde von distal an die mediale Wand des Bohrkanals eingeschlagen, um das Transplantat an die laterale Wand zu pressen (A VKB-Insertion, B Knochenblock, T Transplantat). d Alle Konstrukte wurden mit einem Bohrkanal-Transplantat-Winkel von getestet Maximale Versagenslast (N) SGD PTD QUD PT SGK SGIO SGOI SGB SGF SGS Die Hamstringsehnen wurden über einen kortikalen Knochenblock gelegt und mit 4 Knoten fixiert (FiberWire, Nr. 2, Arthrex GmbH, Karlsfeld). Nach Bestimmung des Größendurchmessers folgte die Anlage des Bohrkanals in entsprechender Größe. Das Konstrukt wurde von innen nach außen eingebracht und ein Knochendübel aus autologer Kortikalis/Spongiosa eingestößelt (. Abb. 1). * Abb. 3 9 Werte der maximalen Versagenslast im Gruppenvergleich. Hamstringtransplantate (SGF) Nach Bestimmung des Größendurchmessers folgte die Anlage des Bohrkanals, in den ein Knochendübel aus autologer Kortikalis/ Spongiosa eingestößelt wurde (. Abb. 1f). Hamstringtransplantate (SGK) Die Präparation der Knoten der Transplantate erfolgte analog zur SGD-Gruppe. Der kortikale Knochen des extraar- Für diese Technik wurde der Knochenblock mit einer Bohrschablone bearbeitet. Vier Nuten wurden auf den Seiten des Blocks gefräst und eine Querbohrung angelegt, die dem Durchmesser der Semitendinosussehne entsprach. Die Sehnen wurden um den Knochenblock gelegt und mit Nähten fixiert (Ethibond 2-, Ethicon GmbH, Norderstedt). Nach der Bestimmung des Konstruktdurchmessers wurden die Bohrkanäle analog zur SGK-Technik angelegt und das Konstrukt von außen nach innen eingebracht (. Abb. 1e). Hamstringtransplantate (SGIO) In der SGIO-Gruppe wurde ebenfalls ein Sehnen-Knochenblock-Konstrukt (analog zu SGOI) präpariert, dieses jedoch von innen nach außen analog zur PTB-Technik eingebracht (. Abb. 1f). Präparationstechnik für tibiale Verankerungen Press-fit-Tapefixation (T) Die femorale Press-fit-Verankerung nach Pässler u. Mastrokalos [17] ermöglicht die tibiale Verankerung über eine doppelte Semitendinosus-Grazilis-Schlaufe. Ein 4-mm-Band (Ethibond, Ethicon GmbH, Norderstedt) wurde durch die Schlingen gezogen. Der Bohrkanal wurde der Größe des Transplantats entsprechend angelegt, um diesen von distal mit der Größe von Transplantat plus Knochenblock zu überbohren. Im Abstand von 1 mm nach distal wurde ein 3,2-mm-Bohrloch angelegt, über diese Knochenbrücke wurde das Transplantat mit 5 Knoten fixiert. Danach folgte die Einstößelung des Knochenblocks (. Abb. 2a). Der Unfallchirurg 21

5 Interferenzschraubenfixation (I) Der Bohrkanal wurde der Größe des Transplantats entsprechend angelegt. Eine resorbierbare Interferenzschraube (Sysorb, Centerpulse Medical AG, Winterthur, Schweiz) mit einer Länge von 3 mm und einem Durchmesser, der dem Bohrkanal plus 1 mm entsprach [21], wurde zur Fixierung verwendet. Knochenbrückenfixation (TS) Nach Anlage des Bohrkanals gemäß Durchmesser des Transplantats und der analog Technik T angelegten Knochenbrücke wurde das Transplantat mittels FiberWire 2 (Arthrex Inc., Naples, Florida) verknotet und ein Knochenblock in den Bohrkanal eingestößelt (. Abb. 2a). Press-fit-suture-Technik (S) Jedes Ende der Semitendinosussehnen wurde mit dem entsprechenden Ende der Grazilissehnen mittels einer Baseballnaht vernäht (Ethibond, Ethicon GmbH, Norderstedt). Der Bohrkanal wurde der T-Fixation entsprechend präpariert, um danach das Transplantat über die Knochenbrücke 5-fach gegenläufig zu verknoten. Danach folgte das Einstößeln des Knochenblocks (. Abb. 2b). Abb. 4 7 Die Elongation der femoralen Verankerungen zwischen dem 15. und 2. Zyklus war in allen Techniken mit Ausnahme von SGB-Konstrukten signifikant kleiner als zwischen dem 1. und 5. Belastungszyklus (p <,5). Abb. 5 7 Die maximale Versagenslast der tibialen Verankerungen zeigte sich in der T-Gruppe allen anderen Gruppen signifikant überlegen (p <,1). Längenänderung (mm) Maximale Versagenslast (N) PT SGK SGIO SGOI SGD PTD QUD SGB SGS * Zyklus 1-5 Zyklus 15-2 T TS I S F Knochenblockfixation (F) Nach Anlage des Bohrkanals mit einer Hohlschleife wurde der dadurch gewonnene Knochenblock mit dem Sehnenmaterial vernäht. Das Transplantat wurde durch das alleinige Einziehen in den Bohrkanal verblockt (. Abb. 2d). Mechanische Prüfung Die Konstrukte wurden 24 h vor der mechanischen Prüfung aufgetaut und während des gesamten Verfahrens mit NaCl- Lösung feucht gehalten. Eine biomechanische Prüfungsmaschine (Mini Bionix 858, MTS Systems Co., Minneapolis, USA) wurde für die Testung der Konstrukte verwendet. Die eingesetzten Femora wurden in eine Aufnahmehülse geschraubt und der Bohrkanal-Kraft-Einlenkungswinkel auf 6 eingestellt. Diese Stellung simuliert eine VKB-Rekonstruktion mit einem Knieflexionswinkel von 3 (Lachman-Position [19]). Die tibialen Verankerungen wurden mit einem Abb. 6 7 Für die Elongation während der zyklischen Belastung ergaben sich tibialseitig für die F-Technik signifikant schlechtere Werte im Vergleich zur S-, T- und I-Technik sowohl innerhalb Zyklus 1 bis 5 als auch innerhalb Zyklus 15 bis 2 (*, p <,5). Elongation (mm) Bohrkanal-Transplantat-Winkel von (. Abb. 2) getestet. Die Sehnen wurden in einer Schneckenklemme fixiert und mit der Maschine verbunden. Das Konstrukt wurde mit 6 N für 3 s präkonditioniert. Dann wurden 2 Zyklen mechanischer Belastung für die Präparate zwischen 6 und 25 N bei 1 Hz aufgebracht. Die Zunahme der Konstruktlänge wurde kontinuierlich mit einer Abtastfrequenz von 1 Hz registriert. Dies wurde mit T TS S I F dem Längensensor der Belastungsmaschine erfasst und anschließend mit der Computersoftware (Microsoft Excel 23) ausgewertet. Es folgte eine Abnahme der Belastung von 6 bis zu 1 N, gefolgt von 3 s Pause. Anschließend wurde ein Ausreißversuch mit einer Belastung von 1 mm/s bis zum Versagen der Konstrukte durchgeführt. Die maximale Versagenslast, Art des Ausreißens und Steifigkeit der Konstrukte wurden analysiert. * Der Unfallchirurg 21

6 Tab. 1 Strukturelle Unterschiede der femoralen Doppelbündelversuchsgruppen PTD QUD SGD Versuchsanzahl Vorzeitige Versager 2 1 Bohrkanaldurchmesser (mm) 7 7 8,2±1,8 Steifigkeit (N/mm) 154±5 159±75 138±26 Maximale Versagenslast (N) 656± ±13 73±136 Abkürzungen s.. Abb. 1. Tab. 2 Strukturelle Unterschiede der femoralen Einzelbündelversuchsgruppen PT SGK SGOI SGIO SGS SGB SGF Versuchsazahl Vorzeitige Versager Bohrkanaldurchmesser (mm) 1,5±,7 1,4±,5 1,9±,3 1,7±,6 8,1±1, 9,2±,7 7,1±,6 Steifigkeit (N/mm) Maximale Versagenslast (N) Abkürzungen s.. Abb. 1. Tab ,7±32,2 12,9±17,5 119,5±24,3 117,2±23,1 18,8±47,9 92±7,5 Nicht zu ermitteln 561±39 599± ± ± ±121 49±254 12±5 Strukturelle Unterschiede zwischen den tibialen Versuchsgruppen T S TS I F Versuchsanzahl Vorzeitige Versager 7 Durchmesser Sehne/Knochenblock (mm) 8,4±,5 8,1±,7 9± 7,6±,8 7,1±,8 Steifigkeit (N/mm) 78±13 18±18 76±14 162±27 Nicht zu ermitteln Maximale Versagenslast (N) 97±83 42±77 572± ±19 29±74 Abkürzungen s.. Abb. 1. Elongation zwischen dem 15. und 2. Zyklus war in allen Techniken mit Ausnahme von SGD- und SGS-Konstrukten signifikant kleiner als zwischen dem 1. und 5. Belastungszyklus (p <,5). Tibiale Verankerungen Maximale Versagenslast Die maximale Versagenslast der T-Gruppe ist allen anderen Gruppen signifikant überlegen (p <,1). Diese Werte sind in. Tab. 3 und. Abb. 5 zusammengefasst. Steifigkeit Die I-Gruppe erreichte signifikant bessere Werte als die T- und die S-Gruppe (p <,2). Diese Werte sind in. Tab. 3 zusammengefasst. Längenänderung während der zyklischen Belastung Die Längenänderungen zwischen Zyklus 1 und 5 ergaben für die F-Technik signifikant schlechtere Werte im Vergleich zur S-, T- und I-Technik (p <,5). Die Längenänderungen zwischen Zyklus 15 und 2 ergaben für die F-Technik signifikant schlechtere Werte im Vergleich zu allen anderen Techniken (. Abb. 6). Statistische Analyse Alle Mittelwerte werden mit Standardabweichungen, Maximum und Minimum erfasst. Das p-niveau wurde mit,5 als statistisch signifikant festgelegt. Die verschiedenen Techniken wurden alle mit einer Oneway-Anova verglichen. Für den Vergleich zweier Gruppen wurde ein Posthoc-Scheffé-Test verwendet. Alle Analysen wurden mit SPSS für Windows 15. durchgeführt (SPSS Inc., Chicago/IL, USA). Ergebnisse Femorale Techniken Bohrkanaldurchmesser Der Bohrkanaldurchmesser war in den Gruppen PT, SGK, SGOI und SGIO signifikant größer im Vergleich zu den übrigen Techniken. Diese Werte sind in. Tab. 1 zusammengefasst. Versagenslast Die maximale Versagenslast der F-Gruppe lag mit 12±5 ( N) signifikant unter den Fixierungstechniken SGD, PTD, QUD, PT, SGK, SGB und SGOI (p <,1,. Abb. 3). Die SGOI-Technik ist der SGOI-Technik signifikant überlegen (p <,4,. Abb. 3). Diese Werte sind in. Tab. 1 und 2 zusammengefasst. Steifigkeit Die Steifigkeit der Konstrukte unterschied sich nicht signifikant (p >,1). Diese Werte sind in. Tab. 1und 2 zusammengefasst. Längenänderung während der zyklischen Belastung Die Werte der Längenänderungen der PT- Fixierung waren zwischen dem 1. und 5. Zyklus signifikant besser als die SGB-Fixierung (p=,1,. Abb. 4). Zwischen dem 15. und 2. Belastungszyklus war die Elongation der SGS-Technik signifikant größer im Vergleich zu allen anderen Techniken (p <,3). Die Diskussion In dieser Arbeit werden die biomechanischen Eigenschaften von Press-fit-Fixierungen in porkinen Femora systematisch untersucht. Das Transplantat wurde mit 6 N für 3 s vorbelastet und anschließend einer zyklischen Belastung zwischen 6 und 26 N ausgesetzt, was gleichzeitig die Kräfte simuliert, die in der Passivbewegung auf das VKB wirken. In dieser Studie wurden die Transplantate 2-mal zyklisch belastet und nicht wie von anderen Autoren 1-fach, um eine stärkere Dehydratation der Konstrukte bei der Knotentechnik nach Pässler [1] zu verhindern. Für alle Press-fit-Verfahren ist die Qualität von Transplantaten und Knochen von essenzieller Bedeutung. Aus diesem Grund wurde auf eine zeitnahe Entnahme post mortem und die Unversehrtheit der Transplantate geachtet. Im Gegensatz zu anderen Arbeitsgruppen haben wir für die mechanische Testung der femoralen Fixationstechniken 6 Der Unfallchirurg 21

7 einen Bohrkanal-Transplantat-Winkel von 6 benutzt, da dies eine Simulation menschlicher VKB-Rekonstrukte in 3 Beugung (Lachman-Position) bedeutet. In vivo variiert dieser Winkel bedingt durch Operationstechnik und Knieflexion. Bei zunehmender Knieextension erhöht sich die Transplantatspannung [14], aber auch der femorale Bohrkanal-Transplantat-Winkel, was wiederum zu höheren Versagenslasten führt [19]. Die Verwendung von Schweineknochen zur Evaluation der biomechanischen Eigenschaften von VKB-Rekonstruktionen wird in der Literatur kritisch diskutiert [16], da porcine Spongiosa Interferenzschraubenfixierungen besseren Halt gibt und so die maximalen Versagenslasten überschätzt werden. In unserer Studie wurden die TS-, T- und S-Konstrukte jedoch über der Kortikalis verknotet, sodass der Unterschied bzgl. der Spongiosaqualität für diese Gruppen einen geringen Einfluss auf unsere Ergebnisse hatte. Es wurde dieser Versuchsaufbau gewählt, um eine Vergleichbarkeit mit anderen Studien, die das gleiche Set-up verwendet haben, zu gewährleisten [1, 13, 19]. Die Verwendung von Schweineknochen ähnlichen Alters sichert eine geringe Variabilität der Knochendichte. Andere Autoren benutzten höhere Belastungen (3 mm/s) in ihren biomechanischen Analysen [1, 12]. Die von uns gewählte Belastung (1 mm/s) wurde jedoch in den meisten aktuellen Studien verwendet [6, 1, 14, 21] und macht die Ergebnisse mit denen anderer Studien unserer Arbeitgruppe vergleichbar [7, 9]. Die maximale Versagenslast unserer Interferenzschraubenfixierung deckt sich mit den Ergebnissen von Weiler et al. [2] und Kousa et al. [11]. Der Wert für die Steifigkeit unserer Interferenzschraubenfixierung ist im Vergleich zu Kousa et al. [11] größer. Dies kann an der Verwendung eines größeren Schraubendurchmessers gelegen haben. Die Steifigkeit der Press-fit-Fixierungen T, S und TS ist vergleichbar mit anderen Postfixierungen, wie z. B. WasherLoc [11]. Die vorliegende Arbeit verdeutlicht, dass eine gute biomechanische Festigkeit für eine tibiale Press-fit-Fixierung, bedingt durch den kleineren Bohrkanal-Transplantat-Winkel, verglichen mit einer femoralen Press-fit-Fixierung schwieriger zu realisieren ist [7]. Der kleinere Winkel führt dazu, dass die tibiale Fixierung die Steifigkeit im Vergleich zur femoralen negativ beeinflusst [15]. Die T-Technik liefert bzgl. maximaler Versagenslast und Elongation gute Werte, jedoch muss bei der Transplantatfixierung auf eine Präkonditionierung geachtet werden, um eine initiale Elongation zu justieren, die in der hier beschriebenen Technik höher ist als bei einer Bone-patella-tendonbone- (BPTB-)Press-fit-Fixierung [7]. Fazit für die Praxis Die Vorteile bzgl. besserer postoperativer Beurteilung durch bildgebende Verfahren, der geringeren Bohrkanalerweiterung und schließlich auch der geringeren Kosten machen ein Press-fit-Verfahren zu einer interessanten Technik. Die Kenntnis der je nach verwendeter Technik unterschiedlichen Biomechanik ist für die unmittelbare postoperative Belastbarkeit und das daraus abgeleitete Rehabilitationsprotokoll essenziell. Die in dieser Studie dokumentierten Belastbarkeitswerte können hier einen wichtigen Beitrag leisten. Weitere klinische Studien müssen den Einheilungsprozess bei Verwendung implantatfreier Press-fit-Techniken mit Sehnentransplantaten genauer untersuchen. Korrespondenzadresse M. Jagodzinski Unfallchirurgische Klinik, Medizinische Hochschule Hannover (MHH) Carl-Neuberg-Str. 1, 3625 Hannover jagodzinski.michael@mh-hannover.de Interessenkonflikt. Die Arbeiten wurden durch die Deutsche Arthrosehilfe und die Gesellschaft für Orthopädisch-Traumatologische Sportmedizin (GOTS) unterstützt. Literatur 1. Aune AK, Ekeland A, Cawley PW (1998) Interference screw fixation of hamstring vs patellar tendon grafts for anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 6: Behfar V, Hurschler C, Albrecht K et al (25) Die Entwicklung und biomechanische Testung einer femoralen Press-Fit Fixierung der Beugesehnen. Unfallchirurg 18: Felmet G (24) ALL-PRESS-FIT gelenknah fixierter vorderer Kreuzbandersatz mit Semitendinosusund Gracilissehne, eine neue OP-Technik. 21. Jahreskongress der AGA, Luzern 4. Hefzy MS, Grood ES, Noyes FR (1989) Factors affecting the region of most isometric femoral attachments, part II: the anterior cruciate ligament. AOSSM, p Hertel P, Behrend H, Cierpinski T et al (25) ACL reconstruction using bone-patellar tendon-bone press-fit fixation: 1-year clinical results. 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