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Zielsetzung und Fragestellung: Eine Ruptur des vorderen Kreuzbandes (VKB) ist mit einer erhöhten tibialen Rotationsinstabilität assoziiert, die das Risiko für sekundäre Meniskus- und Knorpelschäden erhöht. Knieorthesen werden sowohl nach frischer VKB-Ruptur, in der konservativen Therapie als auch nach VKB-Rekonstruktion eingesetzt, um Flexions- und Rotationsfreiheitsgrade zu limitieren und dadurch das Kniegelenk funktionell zu stabilisieren. Inwieweit funktionelle Knieorthesen zur Stabilisierung VKB-insuffizienter und VKB-rekonstruierter Kniegelenke beitragen, ist biomechanisch bislang nicht abschließend geklärt. Daher war das Ziel dieser ex-vivo Studie, die tibiale Rotationsstabilität verschiedener Knieorthesen nach VKB-Ruptur und Rekonstruktion zu untersuchen.

Material und Methoden: Nach erfolgter Fallzahlkalkulation wurden acht humane Beinpräparate randomisiert mit drei Knieorthesen (Bort GenuXpress, medi M.4s comfort, DONJOY 4Titude) versorgt (Abbildung 1A [Abb. 1]) und konsekutiv im intakten Zustand, nach simulierter VKB-Ruptur sowie nach Rekonstruktion mittels autologem Semitendinosus-Transplantat in einem Kniegelenkssimulator getestet. Zur Gelenkstabilisierung wurden statische Muskelkräfte (Hamstrings 100 N, Quadrizeps 150 N) über Bowdenzüge simuliert. Es wurden drei Bewegungsmuster (Gang mit 15° tibialer Außenrotation (GR); 15° Außen- und 5° Innenrotation bei 30° (TR30) und 60° (TR60) Flexion) jeweils mit und ohne Orthesenversorgung in randomisierter Reihenfolge appliziert und die Knie- und Orthesenkinematik, das axiale tibiale Drehmoment, die VKB-Dehnung im intakten Zustand sowie die Nahtkraft im rekonstruierten Zustand erfasst. Die statistische Auswertung erfolgte nichtparametrisch (p < 0,05).

Ergebnisse: Im Vergleich zum intakten Zustand ohne Orthese war das resultierende tibiale Drehmoment nach VKB-Ruptur signifikant reduziert (GR; p = 0,048), während es sich nach VKB-Rekonstruktion wieder auf ein mit dem intakten Zustand vergleichbares Niveau erhöhte (GR, TR60; p ≤ 0,048; Abbildung 1B [Abb. 1]). Im VKB-insuffizienten Zustand zeigten alle Orthesen eine rotatorische Stabilisierung, wobei diese nur bei der Orthese von Bort unter allen untersuchten Bewegungen signifikant war (p ≤ 0,023). Das Tragen einer Orthese beeinflusste weder die VKB-Dehnung im intakten Knie noch die Nahtkraft nach Rekonstruktion (Abbildung 1D–E [Abb. 1]).

Diskussion und Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen, dass die untersuchten funktionellen Knieorthesen nach VKB-Ruptur eine signifikante Rotationsstabilisierung bewirken, da zur Ausführung der gleichen tibialen Rotationsbewegung ein höheres Drehmoment erforderlich ist. Die Orthesen folgten der applizierten tibialen Rotation jedoch nur eingeschränkt (Abbildung 1C [Abb. 1]). Die daraus resultierenden Unterschiede zwischen Knie- und Orthesenkinematik wurden über eine Weichteilverschiebung kompensiert. Die hierbei entstehenden Zwangskräfte hatten keinen Einfluss auf das VKB, da weder die VKB-Dehnung im intakten Zustand noch die Nahtkraft im rekonstruierten Zustand durch die Orthesen beeinflusst wurde.