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Z Orthop Ihre Grenzgeb 2006; 144(2): 158-163
DOI: 10.1055/s-2005-836930
Kniegelenk

© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Sensomotorisches Potenzial vom intakten und traumatisierten vorderen und hinteren Kreuzband - eine tierexperimentelle, neurophysiologische Studie

Sensomotoric Potential of the Healthy and Injured Anterior and Posterior Cruciate Ligaments - A Neurophysiological Study in a Sheep ModelR. Fremerey1 , N. Freitag2 , B. Wippermann1 , M. Stalp1 , F. H. Fu3
  • 1Unfallchirurgische Klinik, Klinikum Hildesheim GmbH, Hildesheim
  • 2Klinik für Anästhesiologie und operative Intensivmedizin, Rheinische Friedrichs-Wilhelm Universität Bonn
  • 3Department of Orthopaedic Surgery, Pittsburgh, Pa. USA
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Publication Date:
19 April 2006 (online)

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Zusammenfassung

Studienziel: Ziel der tierexperimentellen Untersuchung ist die Klärung der Fragestellung, ob und inwieweit das vordere und das hintere Kreuzband über ein sensomotorisches Potenzial verfügen und somit neben der biomechanisch-ligamentären Stabilisierung über einen ligamentomuskulären Reflexbogen direkt an der dynamisch-muskulären Gelenkstabilisation beteiligt sind. Zusätzlich wird die klinisch relevante Fragestellung untersucht, inwieweit ligamentäre Verletzungen dieses sensomotorische Potenzial beeinflussen und damit zur Störung der Gelenkfunktion führen. Methode: Insgesamt wurden 24 Kniegelenke anästhesierter Schwarzkopfschafe im In-vivo-Versuch getestet. Es erfolgte die definierte, mechanische Belastung der Kreuzbänder mit simultaner, elektromyographischer Ableitung über der ischiokruralen- und Quadrizepsmuskulatur, die ligamentäre Verletzung wurde durch eine sukzessive Ligamentelongation bis zur Ruptur simuliert. Ergebnisse: Die Ergebnisse bestätigen die Hypothese der Existenz eines ligamentomuskulären Reflexbogens zwischen ligamentären Mechanorezeptoren und gelenkstabilisierender Muskulatur. Die Belastung des VKB initiierte eine Aktivierung der agonistisch wirksamen ischiokruralen Muskulatur, wohingegen die Belastung des HKB zu einer Aktivierung der Quadrizepsmuskulatur führte. Die Simulation der Bandverletzung zeigte, dass das sensomotorische Potenzial der Kreuzbänder bereits bei Dehnungsraten deutlich unterhalb der Bandruptur signifikant gestört wurde. Schlussfolgerung: Die Kreuzbänder sind über einen ligamentomuskulären Reflexbogen direkt an der dynamischen Gelenkstabilisation beteiligt. Das sensomotorische Potenzial dieser Strukturen ist erheblich verletzungsanfälliger als deren biomechanische Integrität.

Abstract

Aim: This neurophysiological study is intended to investigate the sensomotoric potential of the anterior cruciate ligament (ACL) and the posterior cruciate ligament (PCL) which may provide joint stabilization via a ligamentomuscular reflex arch. In addition, the role of ligamentous injury on the sensomotoric potential has been investigated. Method: The sensomotoric potential was investigated using 24 knee joints in a sheep model under in-vivo conditions. The cruciate ligaments were mechanically loaded and the muscular activities of the hamstrings and the quadriceps were recorded simultaneously via electromyography. Injury to the ligaments was simulated by defined mechanical elongation of the ACL and PCL to failure. Results: The results confirm the hypothesis of the existence of a ligamentomuscular reflex loop between ligamentary mechanoreceptors and the joint-stabilizing muscles. Mechanical loading of the ACL triggered mainly the activity of the hamstrings, whereas loading of the PCL led to the activation of the quadriceps. The rate of elongation which caused disturbances to the sensomotric potential was significantly smaller as compared to the elongation to failure. Conclusion: The cruciate ligaments provide dynamic joint stabilization via a ligamentomuscular reflex arch. It was demonstrated that the sensomotoric potential of both structures is significantly more susceptible to ligament injury than the biomechanical potential.

Schlüsselwörter

sensomotorisches System - vorderes Kreuzband - hinteres Kreuzband - Propriozeption - Bandverletzung

Key words

sensomotoric system - anterior cruciate ligament - posterior cruciate ligament - proprioception - ligament injury

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PD Dr. med. R. Fremerey

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