Eigenschaften von synthetischen Bandersatzmaterialien zum MPFL-Ersatz - biomechanische in vitro Studie am porcinen Modell

Autor: Schaefer, Bastian
Jazyk: němčina
Rok vydání: 2024
Předmět:
Druh dokumentu: Doctoral Thesis<br />Doctoral Thesis
DOI: 10.25972/OPUS-36139
Popis: Der MPFL-Ersatz ist ein gängiges Therapieverfahren zur Behandlung einer patellofemoralen Instabilität. Die Operationstechniken unterscheiden sich zumeist an der patellaren Fixationsmethode und der Auswahl der Transplantate. Biomechanische Studien, welche sich mit den Eigenschaften implantatfreier ossärer Fixationsmethoden beim MPFL-Ersatz unter Verwendung künstlicher Transplantate beschäftigen gibt es nach aktueller Recherche nicht. Ziel dieser Arbeit war es, die biomechanischen Eigenschaften zweier patellarer Bohrkanalfixationstechniken beim MPFL-Ersatz mit unterschiedlichem künstlichen Bandersatzmaterial zu ermitteln. Die Hypothese war, dass die biomechanischen Eigenschaften in Elongation, Steifigkeit, Primärstabilität und maximaler Ausreißkraft mit denen der bereits etablierten Verfahren und dem nativen MPFL vergleichbar sind. Hierzu wurden 80 porcine Kniescheiben randomisiert in 8 Gruppen aufgeteilt und getestet. In den Gruppen 1-4 wurden parallele, transpatellare Bohrkanäle mit Tapes der Breiten 2 mm, 3 mm, 4 mm und 5 mm getestet. In den Gruppen 5-8 wurden V-Kanal-Fixationsmethoden mit Bändern der Breite von 2 mm, 3 mm, 4 mm und 5 mm untersucht. Zusätzlich wurden die biomechanischen Grundeigenschaften der nativen Tapes ermittelt. Alle Tests durchliefen jeweils drei Messabschnitte. Hierbei fand zunächst eine Präkonditionierung mit 10 Zyklen zwischen 5 N und 20 N statt. Daraufhin folgte eine zyklische Belastung mit 1000 Zyklen zwischen 5 N und 50 N. Am Ende wurde eine maximale Kraftapplikation bis zum Versagen der Fixationskomplexe durchgeführt. Im Rahmen der Messungen wurden Elongation, Steifigkeit, Yield Load und Maximum Load bestimmt. Es konnten Unterschiede zwischen den beiden Fixationsmethoden und den verwendeten Tapes festgestellt werden. Alle acht Gruppen zeigten eine höhere Primärstabilität als das humane MPFL. Bezogen auf die biomechanischen Eigenschaften und den Versagensmechanismus konnte in dieser Studie ein Vorteil der parallelen transpatellaren Bohrkanäle gegenüber den V- Kanaltechniken festgestellt werden. Die Werte mit der höchsten maximalen Ausreißkraft wurden in Gruppe 3 (631,6 ± 83,1 N) und Gruppe 1 (592,9 ± 170,1 N) gemessen. Diese zeigten eine höhere Primärstabilität mit geringerer Elongation und Steifigkeit im Vergleich zu den in der aktuellen Literatur beschriebenen biomechanischen Studien, welche sich mit unterschiedlichen und teilweise bereits etablierten MPFL-Ersatzverfahren beschäftigten. Eine implantatfreie MPFL-Rekonstruktion mit transpatellaren parallelen Bohrkanälen unter Verwendung eines 2 mm Fiber Tapes (Fa. Arthrex) oder eines 4 mm Tapes (Fa. Topester) könnten dementsprechend eine gute Alternative zur operativen Therapie einer patellofemoralen Instabilität sein.
MPFL reconstruction is a common surgical treatment for patellofemoral instability. The surgical techniques usually differ in patellar fixation methods and selection of grafts. According to current research, there are no biomechanical studies that deal with the physical properties of implant-free MPFL reconstructions with osseous fixation using artificial grafts. The aim of this study was to determine the biomechanical properties of two patellar drill hole techniques in MPFL reconstruction with the use of different artificial grafts. The hypothesis was that the biomechanical properties in elongation, stiffness and maximum load are comparable to native MPFL and procedures with autologous grafts. Therefore 80 porcine patellae were randomly divided into 8 groups. Group 1-4 tested, parallel, transpatellar tunnels with tapes measuring 2 mm, 3 mm, 4 mm and 5 mm. In group 5-8 a bone bridge method (V-channel) was used testing tapes of 2 mm, 3 mm, 4 mm and 5 mm. In addition, the basic physical properties of the native tapes were determined. The specimens were preconditioned with 10 cycles between 5 N and 20 N before they underwent cyclic load with 1000 cycles between 5 N and 50 N. In the end, the maximum load to failure was tested. Elongation, stiffness, yield load, maximum load and failure mode were determined. Differences could be found between the two fixation methods and the tapes used. All eight groups showed higher primary stability than human MPFL. An advantage of the parallel transpatellar tunnels over the bone bridge technique was found in this study. The results with the highest maximum load were found in group 4 (631.6 ± 83.1 N) and group 2 (592.9 ± 170.1 N). These showed a higher maximum load with lower elongation and stiffness compared to other biomechanical studies described in the current literature, which dealt with different MPFL reconstructions with autologous tendon grafts. Therefore an implant-free MPFL reconstruction with transpatellar parallel tunnels using a 2 mm fiber tape (Arthrex) or a 4 mm tape (Topester) could be a good alternative for surgical treatment of patellofemoral instability.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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