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Zielsetzung und Fragestellung: Rupturen des vorderen Kreuzbandes (ACL) stellen eine der häufigsten und klinisch folgenreichsten Knieverletzungen im Sport dar. Neben extrinsischen Faktoren spielen intrinsische knöcherne Risikomerkmale eine wesentliche Rolle, insbesondere der tibiale Slope sowie morphologische Parameter des lateralen Femurkondylus. Bisherige Studien basieren überwiegend auf isolierten radiologischen Analysen, ohne die tatsächlichen ACL-Kräfte unter funktionellen Bedingungen zu quantifizieren. Ziel dieser Arbeit ist es, mittels eines simulationsbasierten Modells zu untersuchen, wie tibialer Slope und der proximale Radius des lateralen Femurkondylus die ACL‑Belastung beeinflussen und wie sich ungünstige Kombinationen dieser Parameter auf die Rupturgefahr auswirken. Es wird die Hypothese geprüft, dass eine erhöhte ACL-Engineering-Strain mit einem höheren Rupturrisiko korreliert.

Material und Methoden: Mittels MATLAB‑basierter Simulationen wurden ACL-Engineering-Strain-Werte in Abhängigkeit des tibialen Slopes (−2,5° bis 25°) sowie des proximalen Femurkondylenradius (10,2–30,2 mm) berechnet. Die resultierenden Kurven wurden segmentiert und hinsichtlich Steigung, nichtlinearer Effekte und Interaktion beider Parameter analysiert. Darüber hinaus wurden kombinierte Parameterverläufe erstellt, um synergistische bzw. antagonistische Belastungsmuster zu identifizieren.

Ergebnisse: Eine monotone positive Korrelation zwischen tibialem Slope und ACL-Strain wurde festgestellt. Die stärkste Steigung zeigte der mittlere Bereich (7,5°–17,5°), in dem die Belastungszunahme bis zu 2,8-fach höher war als in den flacheren oder steileren Bereichen. Der maximale Anstieg trat bei ca. 14° tibialem Slope auf. Für den proximalen Radius des lateralen Femurkondylus ergab sich eine ausgeprägte negative exponentielle Beziehung: Kleine Radien führten zu steil abfallenden Strain-Werten, größere Radien zeigten ein Plateauverhalten.In der kombinierten Analyse zeigte sich ein nichtlinearer Interaktionseffekt. Besonders bei ungünstigen Kombinationen – geringer Femurkondylenradius (≈10 mm) und hoher tibialer Slope (≈9–15°) – stieg die ACL‑Belastung deutlich an. Der Unterschied der ACL‑Strain zwischen −2,5° und 9,4° tibialem Slope betrug bei kleinem Radius 2,06%, jedoch nur 0,26% bei großem Radius (≈25 mm). Dadurch verstärken sich ungünstige morphologische Merkmale gegenseitig deutlich.

Diskussion und Schlussfolgerung: Tibialer Slope und proximaler Femurkondylenradius sind starke, interagierende morphologische Einflussgrößen der ACL-Belastung. Die Ergebnisse unterstreichen, dass insbesondere die Kombination aus steilem tibialem Slope und kleinem Femurkondylenradius zu einer erheblichen Erhöhung des Rupturrisikos führt. Das Modell ermöglicht eine differenzierte Bewertung individueller Risikoprofile und kann zukünftig zur verbesserten Identifikation hochgefährdeter Athlet:innen, zur Planung präventiver Maßnahmen und zur Optimierung operativer Strategien beitragen.