Die Belastbarkeit des Sehnenansatzes von Patellarsehnentransplantaten in Press-Fit-Technik zur Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes am Schweinekniemodell

Abstract

Bei Ruptur des vorderen Kreuzbandes stellt die Rekonstruktion mit Patellarseh-nentransplantat (bone-patellar-tendon-bone graft) eine gängige und etablierte Therapieoption dar. Die femorale Fixation des Knochenblocks im Bohrkanal kann hierbei in Press-Fit-Technik erfolgen. In dieser Studie wurde zum einen die Bruchlast von Patellarsehnentransplantaten mit 0,4 mm und 1,5 mm Press-Fit miteinander verglichen. Hierbei wurde die Auswirkung der durch das Einstößeln verursachten Schädigung des Sehnenansatzes auf die Reißfestigkeit der Sehnentransplantate mit unterschiedlich hohem Press-Fit untersucht. Zum anderen wurde die Methode zum Einzug des Knochenblocks modifiziert und mit der herkömmlichen Einzugsmethode verglichen. Dazu wurde der Kanal für den Einzugsfaden des Knochenblocks längs gebohrt und der Sehnenansatz mit einem schützenden Metallplättchen versehen. Die Versuche wurden an 48 Schweinekniepräparaten durchgeführt. In der ersten Untersuchung wurden 15 Sehnentransplantate mit 1,5 mm Press-Fit (Gruppe A) 16 Sehnentransplantaten mit 0,4 mm Press-Fit (Gruppe B) gegenübergestellt. Nach Einzug des Knochenblocks mit herkömmlicher Methode und dessen Einstößelung in den Bohrkanal wurde die Reißfestigkeit der Transplantate mittels Zugmaschine im Maximalkraftversuch getestet, deren Bruchlast festgestellt und beide Gruppen verglichen. Als herkömmliche Einzugsmethode wurde eine Querbohrung des Knochenblocks und Einbringung des Einzugsfadens in einer Schlaufe definiert. In der zweiten Untersuchung wurden die ermittelten Werte der Gruppe B nach herkömmlichem Einzugsverfahren mit 17 Sehnentransplantaten mit ebenfalls 0,4 mm Press-Fit (Gruppe C) verglichen. In Gruppe C wurde das Transplantat jedoch längs durchbohrt. Durch den doppelt eingeführten Einzugsfaden wurde zusätzlich ein Metallplättchen am Sehnenansatz fixiert, um diesen beim Einstößeln zu schützen. Nun wurden ebenfalls Ausreißversuche mittels Zugmaschine unter Maximalkraft durchgeführt. Die 16 Sehnentransplantate der Gruppe B mit 0,4 mm Press-Fit zeigten mit einem Mittelwert von 416,22 N keine signifikant höhere Reißfestigkeit als die 15 Präparate der Gruppe A mit 1,5 mm Press-Fit und einem Mittelwert von 353,7 N. Der Vergleich der Reißfestigkeit der Gruppe B mit herkömmlicher Befestigungstechnik und den 17 Sehnentransplantaten der Gruppe C mit schützendem Metallplättchen (Mittelwert: 325,95 N) zeigte eine signifikant höhere Reißfestigkeit der herkömmlich eingebrachten Präparate der Gruppe B. Diese Ergebnisse führten zu folgenden Schlussfolgerungen: Die Verankerung des Knochenblocks mit 0,4 mm Press-Fit gegenüber der Verankerung des Knochen-Sehnentransplantates mit 1,5 mm Press-Fit ergab keinen signifikanten Unterschied in Bezug auf die Schädigung des Sehnenansatzes und damit in Bezug auf die Bruchlast. Da sich das Einstößeln eines so hohen Press-Fit jedoch als schwierig erwies, ist der 0,4 mm Press-Fit zu favorisieren. Die Verwendung eines schützenden Metallplättchens resultierte in einer geringeren Bruchlast des Sehnentransplantats als die herkömmliche Methode und ergab damit keinen besseren Schutz des Sehnen-Knochen-Übergangs als die herkömmliche Methode.

Aim: Bone-patellar tendon-bone autograft is used for a reliable reconstruction of the anterior cruciate ligament. The initial graft fixation can be achieved by using press-fit technique. This experimental study compares the ultimate tensile strength of bone-patellar tendon-grafts of 0,4 mm press-fit to 1,4 mm press-fit. A second step modifies the insertion of the prepared patellar bone plug of the 0,4 mm press-fit group by using a longitudinal drill-hole for the drawing in-thread, protecting the patellar insertion site with a metal plate while driven into the fixation-hole. Method: 48 porcine knees where used. 15 bone-patellar tendon grafts with 1,5 mm press-fit (group A) were compared with to 16 bone–patellar tendon-grafts with 0,4 mm press-fit (group B). After the prepared patellar bone plugs were inserted into the 45° femoral fixation-hole using hammer, stick and thread, the primary stability of the press-fit fixation method was measured with a computer-controlled testing device using maximum-failure tensile-strength tests. A transverse drill-hole in the bone plug and using the thread as a loop was defined as conventional insertion. In a second step group B was compared to 17 bone-patellar tendon-grafts, also with a 0,4 mm press-fit (group C), but with a longitudinal drill-hole of the bone plug. With the doubled insertion thread a small metal plate to protect the tendon insertion-site was fixed to the patellar tendon insertion-site. The primary stability was measured with a computer-controlled testing device using maximum-failure tensile-strength tests. Our measured ultimate tensile-strength was statistically tested, using the students t-test. Statistical significance was assumed at p < = 0,05.

Results: The 16 bone-patellar tendon grafts with 0,4 mm press-fit (group B) showed the greatest ultimate tensile-strength with a mean of 416,22 Newton (N) compared to the 15 specimen with 1,5 mm press-fit (group A) with a mean 353,7 N (p = 0,08). The rupture occurred at the tendon insertion of the bone plug at all times. The comparison of ultimate tensile-strength of group B and C (mean 325,95 N) showed a significant higher ultimate tensile strength in group B (mean 416,22 N) (p = 0,03).

Conclusions: The conventional fixation technique of the bone-patellar tendon graft using 0,4 mm press-fit provides a higher ultimate tensile-strength and a vital tendon insertion site compared to the 1,5 mm press fit fixation. The use of a protective metal plate with identical 0,4 mm press-fit an longitudinal drill-hole doesn’t result in a higher ultimate tensile-strength based on a protection of the tendon insertion site.