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Während das Schaf ein Standardmodell für die Analyse der biologischen Heilungs- und Regenerationsprozesse nach chirurgischer Versorgung am Knie ist, ist über die mechanischen Bedingungen unter welchen z.B. die osteochondrale Defektheilung in vivo erfolgt nur wenig bekannt. Um die Frage zu beantworten, ob die Heilung im medialen und lateralen Kompartment des Knies vergleichbaren mechanischen Bedingungen unterliegt, war es das Ziel dieser Studie, die medio-laterale Verteilung der Kontaktkräfte im Schafsknie während des Ganges zu bestimmen.

Im Rahmen dieser Studie wurde die dreidimensionale Bewegung des Schafhinterlaufes mit reflektierenden Markern, die stabil an im Knochen verankerten Schanz’schen Schrauben angebracht wurden, aufgezeichnet (PCReflex, Qualysis, Schweden; Genauigkeit ±0,1 mm, ±0,1°). Basiert auf die äußeren Belastungen (Kistler Instrumente AG, Winterthur, Schweiz) wurden zunächst mittels inverser Dynamik die intersegmentalen Kräfte und Momente und dann, unter Verwendung von Optimierungsverfahren, die Muskelkräfte von drei Schafen berechnet. Unter Verwendung hochaufgelöster CT-Daten der Extremitäten (Siemens Somatom Plus 4, Erlangen; Schichtdicke 1 mm, Auflösung 0,742 mm/Pixel) wurden die Knochenoberflächen rekonstruiert und mittels geometrischer Analysen die tibio-femoralen Kontaktpunkte während der Bewegung bestimmt (www.amiravis.com). Unter Verwendung der Gleichgewichtsbedingungen für die Kräfte und Momente in der Frontalebene wurde daraus die medio-laterale Verteilung der Kontaktkräfte am Knie berechnet. Der Mittelwert der axialen tibio-femoralen Kontaktkräfte betrug das 2,1-fache Körpergewicht. Der größte Teil der Kraft wurde dabei medial übertragen. Im Mittel wurden von dieser Seite 65% bis 74% der Gesamtkraft während der Standphase des Laufens aufgenommen. Die maximale mittlere Belastung im Knie trat bei einem Flexionswinkel von 57° auf wobei 72% der Kraft auf der mediale Seite lasteten. Dies führte medial zu einer Belastung mit dem 1,51-fachen Körpergewicht und lateral zu einer Belastung mit dem 0,70-fachen Körpergewicht.

Die in dieser Studie bestimmte medio-laterale Verteilung der Kontaktkräfte ergänzt das Wissen um die Belastungen im Schafsknie um einen wesentlichen Aspekt. Es wurde hier zum ersten Mal gezeigt, dass beim Schafsknie die Belastung primär medialseitig übertragen wird. Diese Daten stellen somit eine wichtige Grundlage für die Interpretation der biologischen Regeneration nach chirurgischem Eingriff am Schafsknie und das Design zukünftiger tierexperimenteller Untersuchungen dar. Diese Studie legt die Basis für zukünftige Vergleiche mit der humanen Situation und somit eine Bewertung der Bedeutung entsprechender experimenteller Untersuchungen am Schaf hinsichtlich ihrer Relevanz für die klinische Situation des humanen Patienten.