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Die Veränderung der Oberschenkelmuskulatur-Aktivität bei unterschiedlichem Bindungsaufbau im alpinen Skisport

by | Apr 29, 2019 | Chirurgische Orthopädie, Konservative Orthopädie, News

Die Veränderung der Oberschenkelmuskulatur-Aktivität bei unterschiedlichem Bindungsaufbau im alpinen Skisport

Fehske K, Roßberg M, Hoos O

Fragestellung: Das Kniegelenk steht nach wie vor im Fokus bei Verletzungen im Skisport. Die Prävention von ligamentären Läsionen hat an Bedeutung gewonnen. Ein Ansatz ist es, die muskuläre Stabilisierung des Knigelenkes zu optimieren. Betrachtet man die Oberschenkelmuskulatur so ist es erwiesen, dass die Quadrizepsmuskulatur (QM) als Antagonist und die Ischiocruralmuskulatur (Hamstrings, HS) über eine Stabilisierung des Tibiaplateaus als Agonist des vorderen Kreuzbandes (VKB) anzusehen ist. Eine höhere Aktivierung der IM im Verhältnis der QM führt dementsprechend zu einer Verringerung des VKB-Ruptur Risikos.

Variationen im Bindungsaufbau führen zu einer Veränderung der Muskelaktivierung. In unserer Arbeit sollte gezeigt werden, ob und wie diese Veränderungen quantifizierbar sind.

Methodik: Gemessen wurden 51 Probanden, davon 20 männlich und 31 weiblich. Die Messungen erfolgten randomisiert, d.h. in zufälliger Reihenfolge. Mittels 8-Kanal-Oberflächen-EMG wurde zunächst die Maximalkraft der vorderen (M. vastus medialis und M. rectus femoris) bzw. der hinteren (M. biceps femoris und Mm. semitendinosus/ semimembranosus) Oberschenkelmuskulatur bestimmt. Für die Messung des Bindungssystems wurden die Oberflächen-Signale für drei verschiedene Aufbauten (Vorfußerhöhung, Rückfußerhöhung und Neutral) in jeweils drei verschiedenen Positionen (Vorlage, Neutralposition, Rücklage) abgeleitet. Aus den erhaltenen Werten aus je zwei Messungen wurde jeweils ein Mittelwert für die Quadricepsmuskulatur sowie für die Hamstrings berechnet, welche mit den Maximalkräften in Verhältnis gesetzt wurden. Aus der so erhaltenen relativen Anspannung des Muskels konnte die jeweilige Hamstrings/Quadriceps-Ratio (H/Q) berechnet werden. Zusätzlich wurde jeweils ein Fragebogen zu Alter, Größe, Gewicht, Skikönnen, bisherige Verletzungen und Sportzeit pro Woche beantwortet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Bezüglich des Bindungssystems konnte kein signifikanter Unterschied zwischen Vorfuß-, Rückfußerhöhung und Neutral gefunden werden, wobei die Vorfußerhöhung im Mittel die höchsten H/Q-Ratios erzielte (V: 1,20, N: 1,18, R:1,09; p=0,228). Die gemessenen männlichen Probanden zeigten hier bei allen drei Bindungsaufbauten signifikant (p=0,09) höhere H/Q-Werte als die gemessenen Frauen.

Bei der Betrachtung von Untergruppen zeigten Skifahr-Könner (sichere Bewältigung von schwarzen Pisten) bei der Vorfußerhöhung signifikant (p=0,034) höhere H/Q-Werte als die Gruppe der Anfänger/Fortgeschrittenen. Bei der neutralen Bindung, sowie der Rückfußerhöhung ergaben sich keine signifikanten Unterschiede.

Aus den gemessenen Ergebnissen für die Bindungstypen lässt sich ableiten, dass eine Vor- oder Rückfußerhöhung keinen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung des H/Q Ratios leisten kann. Der wichtigste Faktor scheint eine stabile Vorlage-Position auf dem Ski beziehungsweise die Vermeidung von Rücklage zu sein. Die Vorlage beziehungsweise das aktive Verlagern des Körperschwerpunktes im Kurvenwechsel ist ein Merkmal hochwertigen Kurvenfahrens.

 

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR19-1569

doi: 10.3205/14dkou534, urn:nbn:de:0183-14dkou5343

Published: October 13, 2014
© 2014 Fehske et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.

Biomechanische Evaluation der Schraubenaugmentation mit einem innovativen injizierbaren anwendungsfertigen Calciumphosphatzement

by | Apr 23, 2019 | Chirurgische Orthopädie, Konservative Orthopädie, News

Biomechanische Evaluation der Schraubenaugmentation mit einem innovativen injizierbaren anwendungsfertigen Calciumphosphatzement

Konstantinidis L, Wörner A, Bernstein A, Hirschmüller A, Südkamp NP, Helwig P

 

Fragestellung: Die Augmentation von Osteosynthesen mittels Polymethylmetacrylat (PMMA) hat sich vor allem für die Wirbelsäule, das proximale Femur und den Humerus bereits etabliert. Calciumphosphatzement (CPC) stellt eine biologische Alternative zur Augmentation dar; Vorteile sind dabei die geringere Hitzeentwicklung und die gute Bioresorbierbarkeit. Ziel der Studie ist die biomechanische Testung eines innovativen Paste-CPC bei der Schraubenaugmentation, als ein biokompatibles, abbaubares, synthetisch hergestelltes Knochenersatzmaterial, das bislang zum Auffüllen von Knochendefekten in nicht lasttragenden Bereichen verwendet wird. Hauptvorteil des pastösen Zementes ist die Vereinfachte Anwendung, da er ohne vorherige Vorbereitung direkt um das Osteosynthesematerial appliziert werden kann.

Methodik:

Statische Ausrissversuche: An 8 Spongiosablöcken aus humanen Leichenknochen wurde jeweils eine kanülierte Pedikelschraube (S4-Aesculap) mit und ohne Augmentation implantiert. Die Augmentation erfolgte mit jeweils 1 cm3 Paste-CPC (InnoTERE GmbH). Bei Paste-CPC handelt es sich um eine anwendungsfertige wasserfreie, ölbasierte CPC-Formulierung, die bei Zutritt von wässrigen Lösungen – wie u. a. Körperflüssigkeit – spontan aushärtet. Nach der Aushärtung des CPC erfolgten statische Ausrissversuche.

Dynamische Versuche: An 8 Spongiosablöcken wurden jeweils zwei kanülierte Pedikelschrauben (S4, Aesculap), entweder mit oder ohne CPC-Augmentation implantiert. Die Augmentation erfolgte analog zu den statischen Versuchen. Die Implantaten wurden am Schraubenkopf, orthogonal zu deren Achse zyklisch und sinusoidal (1-10 N) über 10.000 Zyklen belastet.

Ergebnisse: Statische Ausrissversuche: Bei den augmentierten Schrauben lag die Ausrisskraft durchschnittlich bei 1190N (SD:550N), bei den nicht augmentierten Schrauben bei 439N (SD:284N). Der Unterschied war signifikant (p=0.004). Auch das Versagensmuster war unterschiedlich; bei den nicht zementierten Schrauben kam es zu einem Ausriss der Schrauben aus der Spongiosa ohne ossären Defekt. Bei den augmentierten Schrauben kam es zu einem Ausriss des Schrauben-Zementverbundes zusammen mit einem größeren Spongiosablock als Zeichen einer festeren Verbindung zwischen Knochen und Implantat.

Dynamische Versuche: Insgesamt zeigte sich bei den augmentierten Konstrukten eine geringere Durchwanderung der Schraube im spongiösen Knochen, im Vergleich zu den nicht augmentierten Implantaten. Der Unterschied war für jeden der gemessenen Zeitpunkte (nach 2500, 5000, 7500 und 10000 Zyklen) signifikant (p<0.05).

Schlussfolgerung: Die vorliegende Pilotstudie zeigt eine signifikante Steigerung der Stabilität am Implantat-Knochen-Interface nach Augmentation mit CPC. Die Biokompatibilität, die Bioresorbierbarkeit und die deutlich leichtere Handhabung in Vergleich zum PMMA, in Verbindung mit der nachgewiesenen biomechanischen Stabilität eröffnen eine vielversprechende Alternative zur Augmentation von Osteosynthesen im osteoporotischen Knochen.

 

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR18-168

doi: 10.3205/14dkou530, urn:nbn:de:0183-14dkou5301

Published: October 13, 2014
© 2014 Konstantinidis et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.