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Einfluss der Ruptur und Rekonstruktion des medialen patellofemoralen Ligaments (MPFL) auf das 3D-Patellatracking. Der Weg der Patella bei dynamischer Knieflexion im KUKA-Roboter
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Autoren
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Vincent R. Hofbauer
- Westfälische Wilhelms Universität Münster, Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany
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Johannes Glasbrenner
- Westfälische Wilhelms Universität Münster, Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany
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Thomas Bittrich
- Westfälische Wilhelms Universität Münster, Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany
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Clemens Kösters
- Westfälische Wilhelms Universität Münster, Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany
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Dieter Rosenbaum
- Universitätsklinikum Münster, Institut für Experimentelle Muskuloskelettale Medizin, Funktionsbereich Bewegungsanalytik, Münster, Germany
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Michael J. Raschke
- Westfälische Wilhelms Universität Münster, Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany
| Veröffentlicht: | 5. Oktober 2015 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Durch die traumatische laterale Patellaluxation mit Ruptur des MPFL verändert sich die Biomechanik des Kniegelenkes, was zu kurzfristig zu einem Instabilitätsgefühl und langfristig zu und zum patellofemoralen Schmerzsyndrom (PFPS) führen kann (Smith 2011, Petersen 2012). In dieser experimentellen Studie an humanen Kniepräparaten wurde der Einfluss des MPFL auf die 3D-Patellaposition unter spezieller Berücksichtigung folgender Fragen untersucht:
- 1.
- Kommt es nach Ruptur des MPFL zu einer Abweichung der Patella von der optimalen Gleitstrecke, wenn Ja in welcher Form?
- 2.
- Kann die Patella durch die angewandte MPFL-Rekonstruktion wieder auf ihren ursprünglichen Pfad geführt werden?
Methodik: Die experimentelle in vitro Studie wurde an humanen Kniepräparaten [n=9] unter Simulation der Muskelkraft des M. quadriceps durchgeführt. Es wurde die dreidimensionale Patellaposition in einer dynamischen Flexionsbewegung von 0°-90° untersucht. Diese wurde von einem dafür programmierten Industrieroboter [Fa. KUKA Roboter GmbH, Augsburg] mit Universal-Forcement-Sensor [Ametech robotics GmbH, Gemering] ausgeführt. Die Position der Patella wurde mit einem optischen Trackingsystem [Optrotrak, Fa. NDI, Waterloo, Kanada] aufgezeichnet. Es wurden drei Messreihen durchgeführt: Messung des Patellapfades bei intaktem, durchtrenntem und rekonstruiertem MPFL. Ausgewertet wurden die Daten für Lateraltranslation, Verkippung und Rotation der Patella. Die statistische Auswertung erfolgte mit Hife der Programme SPSS [IBM Corp,USA] und Matlab [MathWorks, Natick, USA].
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Von 5 bis 80° Knieflexion lateralisierte die Patella um 7,83 (±3,13) mm. Nach minimaler initialer Medialverkippung zeigte sich bis 80° Knieflexion eine
laterale Verkippung bis auf 4,75 (±4,32)°. Nach Durchtrennen des MPFL zeigte sich eine verstärkte laterale Translation und Verkippung der Patella.
Nach MPFL-Rekonstruktion konnte der Patellapfad im Sinne der Messung bei intaktem MPFL korrigiert werden. Bei Betrachtung der einzelnen Kniepräparate zeigten sich sehr heterogene Ergebnisse und es fanden sich keine statistisch auffälligen Unterschiede. Schlussfolgerung: Es zeigte sich, dass der Versuchsaufbau das Patellatracking über den gesamten Flexionsgrad zuverlässig misst und darstellt. Die Ruptur des MPFL hatte keinen statistisch auffälligen Einfluss auf den Pfad der Patella. Dennoch fand sich im Modell ein veränderter Pfad der Patella mit verstärkter lateraler Translation und Verkippung, was in vivo durch Veränderung des retropatellaren Drucks (Stephen 2013) zu
Beschwerden führen kann. Die Ergebnisse nach MPFL-Rekonstruktion verdeutlichen, dass diese nicht in jedem Fall den ursprünglichen Pfad der Patella wiederherstellen kann.
