Μελέτη της καθήλωσης του μοσχεύματος στην πλαστική αποκατάστση του πρόσθιου χιαστού συνδέσμου του γόνατος: πειραματική μελέτη

Abstract

The rupture of the anterior cruciate ligament (ACL) has the highest incidence among the ligamentous injuries in the human knee. As high activity levels are extending into older age groups, the isolated and combined ACL ruptures have been increased. In the majority of cases a rupture of the ACL compromises the stability of the knee joint resulting in metraumatic osteoarthritis and requires surgical intervention. With recent advances in the understanding of the biomechanical and biologic properties of the intact ACL, a large number of surgical reconstruction techniques with various graft choices have evolved. The patellar and hamstring tendons have become the most frequently used replacement grafts for the ruptured ACL, which have been fixed to the femur and the tibia by different fixation devices (staples, buttons, screws, etc.). A few studies have been conducted to evaluate the biomechanical properties of each procedure, and no studies have simultaneously compared the biomechanical properties of the femur-graft-tibia complexes reconstructed with these various procedures under the same mechanical conditions. The purpose of this experimental study is to evaluate the biomechanical characteristics of ACL reconstruction procedures and compare them to the suggested double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction with two separate tibial tunnels and one femur tunnel (technique Δ). In this study, 24 porcine cadaveric knees, divided in 4 groups of 6 knees each, and 48 proper extensor the 4th digit tendons, harvested from the lower limbs of fully mature pigs were used for the fixation techniques. In a pilot experimental study the proper extensor the 4th digit tendon was compared to the common superficialis flexor the digits tendon and was chosen for the anterior cruciate ligament reconstruction. The porcine knees were randomly divided in four groups of 6 specimens each. In group A tendons were fixed with extracortical screws using a single bundle technique, in group B tendons were fixed with extracortical buttons, in group C tendons were used in a double bundle technique with two separate tibial tunnels and were fixed with extracortical screws and in group D were fixed with extracortical buttons using the double bundle technique (technique Δ). A material testing system (Instron) was used for the experiments and the load-elongation data, maximum load, stiffness, displacement, energy loss and failure mode were recorded. Statistical analysis revealed that the single bundle techniques showed no significant differences when were compared each other. The third fixation technique (Δ technique) fixed in two separated tibial tunnels showed significant differences (p<.05) in comparison with the single bundle techniques with significantly higher values for every parameter. The fourth double bundle fixation technique showed significantly higher values in comparison to the single bundle techniques (group A and B). No significant differences were found between the two bundle fixation techniques. Ιn conclusion, the more anatomical approach for ACL reconstruction with two tibial tunnels provides significantly higher structural properties compared to single bundle fixation techniques. If the technique is adopted in humans may result in a better functional outcome and allow more aggressive rehabilitation.

Η ρήξη του προσθίου χιαστού συνδέσμου είναι η πιο συχνή συνδεσμική κάκωση στο ανθρώπινο γόνατο. Οι μεμονωμένες ρήξεις ή σε συνδυασμό με άλλες κακώσεις, έχουν αυξηθεί τα τελευταία χρόνια παράλληλα με την αύξηση των υψηλής ενέργειας τραυματισμών σε όλο και μεγαλύτερης ηλικίας άτομα. Στην πλειονότητα των περιπτώσεων λόγω της δυσμενούς επίδρασης στη σταθερότητα του γόνατος, απαιτείται χειρουργική αποκατάσταση του προσθίου χιαστού. Με βάση τις μελέτες των εμβιομηχανικών και βιολογικών ιδιοτήτων του ακέραιου προσθίου χιαστού, έχουν αναπτυχθεί διάφορες χειρουργικές τεχνικές αποκατάστασης με χρήση διαφόρων μοσχευμάτων. Το κεντρικό τριτημόριο του επιγονατιδικού τένοντα καθώς και οι οπίσθιοι μηριαίοι έχουν χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατα του συνδέσμου τα οποία έχει επιχειρηθεί να καθηλωθούν στο μηρό και στην κνήμη με χρήση διάφορων υλικών (αγκράφες, βίδες ενδο- ή εξωκαναλικές, άγκυρες). Έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί διπλής δέσμης μοσχεύματα τοποθετημένα κατά τέτοιο τρόπο ώστε να εκμεταλλευτούν όλο το μήκος κατάφυσης του ΠΧΣ. Πολύ λίγες μελέτες έχουν γίνει για την εμβιομηχανική συμπεριφορά της κάθε τεχνικής, ενώ δεν έχουν πραγματοποιηθεί καθόλου μελέτες που να ελέγχουν τις εμβιομηχανικές ιδιότητες του συμπλέγματος μηρός-μόσχευμα-κνήμη με τους διάφορους συνδυασμούς μοσχευμάτων και υλικών καθήλωσης και συγκράτησης του μοσχεύματος υπό τις ίδιες μηχανικές συνθήκες. O σκοπός της παρούσας πειραματικής μελέτης είναι να εκτιμήσει τις εμβιομηχανικές ιδιότητες και την συμπεριφορά τεχνικών αποκατάστασης ΠΧΣ μονής δέσμης σε πειραματόζωα και να τις συγκρίνει με την προτεινόμενη τεχνική αποκατάστασης του ΠΧΣ με τη χρήση διπλού μοσχεύματος με δύο οστικές σήραγγες στην κνήμη και μία στο μηρό (τεχνική Δ). Σε αυτή τη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 24 πτωματικά χοίρεια γόνατα διαιρεμένα τυχαιοποιημένα σε τέσσερις ομάδες των 6 δοκιμίων και 48 πτωματικοί χοίρειοι άκροι πόδες, από τους οποίους λήφθηκε ο τένοντας του ίδιου εκτείνοντα τον 4ο δάκτυλο, για να χρησιμοποιηθεί ως τενόντιο μόσχευμα. Προηγήθηκε συγκριτική πειραματική μελέτη αντοχής μοσχεύματος μεταξύ του τένοντα του ίδιου εκτείνοντα τον 4ο δάκτυλο και του τένοντα του επιπολής καμπτήρα των δακτύλων χοίρειων άκρων ποδών σε πτωματικά δοκίμια για την επιλογή του καταλληλότερου μοσχεύματος στην πλαστική αποκατάστασης του προσθίου χιαστού. Κάθε ομάδα αφορούσε σε 6 δοκίμια ως εξής: ομάδα Α με 6 γόνατα για την τεχνική μονής δέσμης με καθήλωση με βίδες, ομάδα Β με 6 γόνατα για την τεχνική μονής δέσμης με καθήλωση με κουμπιά, ομάδα Γ με 6 γόνατα για την τεχνική διπλής δέσμης με καθήλωση με βίδες, ομάδα Δ με 6 γόνατα για την τεχνική διπλής δέσμης με καθήλωση με κουμπιά.