Biomechanische in vitro Analyse der kinematischen Veränderungen nach valgisierender Tibiakopfosteotomie für das mediale Kniekompartiment

Fragestellung Die Umstellungsosteotomie stellt ein etabliertes Verfahren zur Behandlung von Patienten mit symptomatischer Varusfehlstellung dar. Neben der angestrebten Valgisation und daraus resultierenden Entlastung des medialen Kompartimentes ist der Einfluss auf die Kniegelenkskinematik weitestgehend unbekannt.

Ziel dieser Studie ist die systematische Untersuchung der Veränderungen der Kniegelenkskinematik medialer open-wedge HTO für verschiedene Korrekturwinkel.

Methodik In einem dynamischen in vitro Kniesimulator wurden unter isokinetischer Streckbewegung (Bewegungszyklus 120°Flexion - 0° Extension) acht Kadaverkniegelenke systematisch untersucht.

Mit Hilfe des optischen Tracking Systems Polaris der Firma NDI Waterloo (Kanada) können in einem 3D-Echtzeit Messsystem Bewegungsaufzeichnung in drei Dimensionen mit drei Rotationsachsen erfolgen. Nach Implantation von fixierten Markern in Femur und Tibia wurden über ein externes Tool die anatomischen Landmarken erfasst und korreliert. Die Position der Tools können mit einer Genauigkeit von 0,35 mm RMS (Root Mean Square) berechnet werden. Dies ermöglichte die Erfassung der superior- inferior Translation, der lateromedialen Translation sowie der Varus-Valgusrotation. Nach Durchführung eines Nativdurchganges erfolgte die biplanare, mediale open-wedge Osteotomie (TKO) mit 5 und 10° Korrekturwinkel (TomoFix, Synthes, Solothurn, Schweiz) mit je separaten Messzyklen durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung Nach medialer open-wedge HTO mit 5° bzw. 10° Öffnungswinkel zeigen sich keine signifikanten Veränderungen für die superior-inferiore Translation des Femur gegenüber der Tibia in Bezug auf den Nativdurchlauf des unbehandelten Kniegelenks. Hingegen zeigen sich signifikante Unterschiede mit Translation hin zum lateralen Gelenkabschnitt für die HTO 5° und HTO 10° bei Flexionsmomenten zwischen 0-90° [p(Atlas)= 0,012 - 0,047] [p(HTO5°)= 0,004 - 0,027] [p(HTO 10°)= 0,00014 - 0,027]. Ebenfalls konnten signifikante Differenzen für Valgus-/Varus- Rotation über den kompletten Bewegungszyklus (Flexionsmomente 0°-120°)nachgewiesen werden [p(HTO 5°) 0,001 - 0,045], und [p(HTO 10°) 0,0003 - 0,035].

Die mediale open-wedge HTO führt neben der Druckentlastung des medialen Kompartimentes auch zu einer signifikanten kinematischen Veränderung. Neben der vermehrten Valgisation zeigt sich mit zunehmendem Korrekturwinkel auch eine vermehrte mediolaterale Translation. Klinische Daten nach medialer open-wedge Osteotomie zeigen gute bis sehr gute funktionelle Ergebnisse, die jedoch in Kenntnis der nachgewiesenen kinematischen Veränderungen eine detaillierte präoperative Planung voraussetzen.

Stichwörter Ostoetomie, Kniegelenkskinematik, mediale Gonarthrose

Publication History

Article published online:
15 October 2020