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In vitro Vergleich der benötigten Quadrizepskraft bei Flexion und Extension von medial- gegen posterior-stabilisierenden Knieprothesen
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Published: | October 23, 2017 |
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Fragestellung: Klinisch zeigt sich nach Implantation einer Knietotalendoprothese beim Patienten eine Verminderung der Quadrizepskraft und der Propriozeption. Das Gefühl der Gelenkstabilität ist im Rahmen der Flexion und Extension dabei sehr stark mit der Muskelkraft verbunden. Das Ziel dieser Studie war, ein posterior-stabilisierendes-Design (PS) mit einem medial-stabilisierenden-Design (MS) hinsichtlich der benötigten Quadrizepskraft für Flexion und Extension von 20° - 120° in vitro zu vergleichen.
Methodik: Mit einem etablierten Kniegelenkskinemator wurde die Prüfung unter Simulation einer konstanten Gewichtskraft von 50 N durchgeführt. Dabei wurde die Quadrizepskraft mittels eines Kraftsensors (8417-6002, Burster Messtechnik) an der Quadrizepssehne gemessen, während der Beugungswinkel von 20° - 120° mittels eines Ultraschall-3D-Bewegungsanalysesystems (CMS 20s, Zebris) erfasst wurde. Zwölf humane Kniegelenke (Alter Ø 64, m/w=8:4) wurden mit einer MS-Prothese (GMK Sphere, Medacta International, Switzerland), welche eine niedrige Kongruenz im lateralen und eine hohe im medialen Kompartiment aufweist, sowie mit einer traditionellen PS-Prothese (GMK PS, Medacta International, Switzerland) versorgt. Für die statistische Auswertung wurde ein Mixed-Effects-Modell mit einem Signifikanzniveau von p < 0,05 verwendet.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Unter Berücksichtigung des gesamten Flexions/Extensions-Zyklus zeigte sich eine signifikante Abnahme der erforderlichen Kraft um durchschnittlich -13,40 N (p < 0,01) bei Verwendung der MS-Prothese (Ø MS = 255,80 ± 137,69 N) im Vergleich zum PS-Design (Ø PS = 269,19 ± 147,03 N). Dieser Effekt begann ab ungefähr 45° Flexion/Extension und nahm sein Maximum bei 90° ein. Die Bodenreaktionskraft blieb über die Tests konstant (p = 0,47), was zeigte, dass vergleichbare und gleichbleibende Lastsituationen vorlagen. Die Studie zeigte, dass die Prothese mit dem MS-Design, durchschnittlich eine signifikant geringere Quadrizepskraft benötigte. Daher kann man annehmen, dass durch die Verwendung der MS-Prothese, Patienten weniger Kraft aufwenden müssten um eine Kniebeuge durchzuführen und die Prothese dem Patienten vermutlich ein Gefühl höherer Gelenkstabilität vermittelt. Weitere Studien müssen dies noch untermauern.