Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2015; 82(3):222-228 | DOI: 10.55095/achot2015/033

Intraartikulární augmentace parciální ruptury předního zkříženého vazu (ACL) nově vyvinutým UHMWPE biomateriálem v kombinaci s Hexalon ACL/PCL šrouby: ex vivo mechanické testování animálního modelu kolenního kloubuPůvodní práce

P. FEDOROVÁ1,*, R. SRNEC1, J. PĚNČÍK2, M. DVOŘÁK1, M. KRBEC3, A. NEČAS1
1 Oddělení chirurgie a ortopedie, Klinika chorob psů a koček, Fakulta veterinárního lékařství VFU Brno
2 Ústav pozemního stavitelství, Fakulta stavební, Vysoké učení technické v Brně
3 Ortopedicko-traumatologická klinika, Fakultní nemocnice Královské Vinohrady, Praha

PURPOSE OF THE STUDY:
Recent trends in the experimental surgical management of a partial anterior cruciate ligament (ACL) rupture in animals show repair of an ACL lesion using novel biomaterials both for biomechanical reinforcement of a partially unstable knee and as suitable scaffolds for bone marrow stem cell therapy in a partial ACL tear. The study deals with mechanical testing of the newly developed ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) biomaterial anchored to bone with Hexalon biodegradable ACL/PCL screws, as a new possibility of intra-articular reinforcement of a partial ACL tear.

MATERIAL AND METHODS:
Two groups of ex vivo pig knee models were prepared and tested as follows: the model of an ACL tear stabilised with UHMWPE biomaterial using a Hexalon ACL/PCL screw (group 1; n = 10) and the model of an ACL tear stabilised with the traditional, and in veterinary medicine used, extracapsular technique involving a monofilament nylon fibre, a clamp and a Securos bone anchor (group 2; n = 11). The models were loaded at a standing angle of 100° and the maximum load (N) and shift (mm) values were recorded.

RESULTS:
In group 1 the average maximal peak force was 167.6 ± 21.7 N and the shift was on average 19.0 ± 4.0 mm. In all 10 specimens, the maximum load made the UHMWPE implant break close to its fixation to the femur but the construct/fixation never failed at the site where the material was anchored to the bone. In group 2, the average maximal peak force was 207.3 ± 49.2 N and the shift was on average 24.1 ± 9.5 mm. The Securos stabilisation failed by pullout of the anchor from the femoral bone in nine out of 11 cases; the monofilament fibre ruptured in two cases.

CONCLUSIONS:
It can be concluded that a UHMWPE substitute used in ex-vivo pig knee models has mechanical properties comparable with clinically used extracapsular Securos stabilisation and, because of its potential to carry stem cells and bioactive substances, it can meet the requirements for an implant appropriate to the unique technique of protecting a partial ACL tear. In addition, it has no critical point of ACL substitute failure at the site of its anchoring to the bone (compared to the previously used PET/PCL substitute).

Klíčová slova: knee stabilisation, stifle surgery, ultra-high-molecular-weight polyethylene, UHMWPE, nylon monofilament thread, biodegradable screw, bone anchor

Zveřejněno: 1. červen 2015  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
FEDOROVÁ P, SRNEC R, PĚNČÍK J, DVOŘÁK M, KRBEC M, NEČAS A. Intraartikulární augmentace parciální ruptury předního zkříženého vazu (ACL) nově vyvinutým UHMWPE biomateriálem v kombinaci s Hexalon ACL/PCL šrouby: ex vivo mechanické testování animálního modelu kolenního kloubu. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2015;82(3):222-228. doi: 10.55095/achot2015/033. PubMed PMID: 26317294.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. ARNOCZKY, S. P., TARVIN, G. B., MARSHALL, J. L., SALTZMAN, B.: The over-the-top procedure. A technique for cranial cruciate ligament substitution in the dog. J. Am. Anim. Hosp. Assoc., 15: 283, 1979.
    2. BALARA, J. M., McCARTHY, R. J., BOUDRIEAU, R., KRAUS, K. H.: Mechanical performance of a screw-type veterinary suture anchor subjected to single load to failure and cyclic loads. Vet. Surg., 33: 615-619, 2004. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. BEALE, B. S., HULSE, D. A., SCHULZ, K. S., WHITNEY, W. O.: Small animal arthroscopy. Philadelphia, Saunders 2003.
    4. BONOMO, J., FAY, C., FIRESTONE, T.: The conservative treatment of the ACL knee. Am. J. Sports Med., 18: 618-623, 1990. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. BRUCE, W. J., ROSE, A., TUKE, J., ROBINS, G. M.: Evaluation of the Triple Tibial Osteotomy. A new technique for the management of the canine cruciate-deficient stifle. Vet. Comp. Orthop. Traumatol., 20: 159-168, 2007. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. CICCOTTI, M. G., LOMBARDO, S. J., NONWEILER, B., PINK, W.: Non-operative treatment of ruptures of the anterior cruciate ligament in middle aged patients. J. Bone Jt Surg., 76-A: 1315-1321, 1994. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. COOK, J. L., LUTHER, J. K., BEETEM, J., KARNES, J., COOK, C. R.: Clinical Comparison of a Novel Extracapsular Stabilization Procedure and Tibial Plateau Leveling Osteotomy for Treatment of Cranial Cruciate Ligament Deficiency in Dogs. Vet. Surg., 39: 315-323, 2010. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. DUERR, F. M., MARTIN, K. W., RISHINIW, M., Palmer, R. H., Selmic, L. E.: Treatment of canine cranial cruciate ligament disease. A survey of ACVS Diplomates and primary care veterinarians. Vet. Comp. Orthop. Traumatol., 27: 478-483, 2014. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. EHRENSBERGER, M., HOHMAN, D. W., DUNCAN, K., HOWARD, C., BISSON, L.: Biomechanical comparison of femoral fixation devices for anterior cruciate ligament reconstruction using a novel testing method. Clin. Biomech., 28: 193-198, 2013. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. ETCHEPAREBORDE, S., BRUNEL, L., BOLLEN, G., BALLIGAND, M.: Preliminary experience of a modified Maquet technique for repair of cranial cruciate ligament rupture in dogs. Vet. Comp. Orthop. Traumatol., 24: 223-227, 2011. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. FEDOROVÁ, P., SRNEC, R., PĚNČÍK, J., SCHMID, P., AMLER, E., URBANOVÁ, L., NEČAS, A.: Mechanical testing of newly developed biomaterial designed for intra-articular reinforcement of partially ruptured cranial cruciate ligament: ex vivo pig model. Acta Vet. Brno, 83: 55-60, 2014. Přejít k původnímu zdroji...
    12. FERRARI, J. D., BUSH-JOSEPH, C. A., BACH, B. R., Jr.: Double incision arthroscopically assisted ACL reconstruction using patellar tendon substitution. Tech. Orthop., 13: 242-252, 314-317, 1998. Přejít k původnímu zdroji...
    13. HARDIN, G. T., BACH, B. R., Jr., BUSH-JOSEPH, C., FARR, J.: Endoscopic single incision ACL reconstruction using patellar tendon autograft: Surgical technique. Am. J. Knee Surg., 5: 144-155, 1992.
    14. HULSE, D. A., BEALE, B. S.: Arthroscopically assisted "under and over" reconstruction of the cranial cruciate ligament in the dog. Proceedings of the 27th Annual Conference of the Veterinary Orthopedic Society, Val d Isere, France 2000.
    15. HULSE, D., HYMAN, W., BEALE, B., SAUNDERS, B., PEYCKE, I., HOSGOOD, G.: Determination of isometric points for placement of a ater suture in treatment of the cranial cruciate ligament deficient stifle. Vet. Comp. Orthop. Traumatol., 23: 163-167, 2010. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. HULSE, D., BEALE, B., KOWALESKI, M.: CORA based leveling osteotomy for treatment of the CCL deficient stifle. In: Proceedings of the World Orthopaedic Veterinary Congress, Bologna, Italy 2010, 120-121.
    17. CHOATE, C. J., POZZI, A., LEWIS, D. D., HUDSON, C. C., CONRAD, B. P.: Mechanical properties of isolated loops of nylon leader material, polyethylene cord, and polyethylene tape and mechanical properties of those materials secured to cadaveric canine femurs via lateral femoral fabellae, toggles placed through bone tunnels, or bone anchors. Am. J. Vet. Res., 73: 1519-1529, 2012. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. MARZO, J. M., WARREN, R. F.: Results of treatment of anterior cruciate ligament injury: Changing perspectives. Adv. Otrhop. Surg., 15: 59-69, 1991.
    19. MILLER, M. D., COLE, B. J.: Textbook of arthroscopy. Philadelphia, Saunders, An imprint of Elsevier 2004.
    20. MILLER, H. W., BORING G.: X-Ray analysis of structural soundness in swine. National Swine Improvement Federation. Proceedings of the annual conference 1978, 35. Přejít na PubMed...
    21. MILLER, C. W., PRESNELL, K. R.: Examination of the canine stifle: arthroscopy versus arthrotomy. J. Am. Anim. Hosp. Assoc., 21: 625-629, 1985.
    22. MONTAVON, P. M., DAMUR, D. M., TEPIC, S.: Advancement of the tibial tuberosity for the treatment of cranial cruciate deficient canine stifle. Proceedings of the 1st World Veterinary Orthopaedic Congress, Munich, Germany 2002, 152.
    23. NEČAS, A., PLÁNKA, L., SRNEC, R., RAUŠER, P., URBANOVÁ, L., LORENZOVÁ, J., CRHA, M., JANČÁŘ, J., GÁL, P.: Biomaterials and stem cells in the treatment of articular cartilage, meniscal, physeal, bone, ligamentous and tendineous defects. Acta Vet. Brno, 77: 277-284, 2008. Přejít k původnímu zdroji...
    24. NECAS, A.: Surgical treatment of cranial cruciate ligament rupture. In: Proceedings of Annual Purdue Veterinary Medicine 2011 Fall Conference, West Lafayette, Indiana, USA: Purdue University School of Veterinary Medicine, 2011, 167-176.
    25. NECAS, A.: Methods of surgical management of ACL deficient knee/TTA. In: Proceedings of World Veterinary Congress 2013, Prague, Czech Republic, 17-20 September 2013, 52-55.
    26. NECAS, A.: Recent trends in ACL injury management. In: Proceedings of 13th Congress of the European Veterinary Emergency and Critical Care Society (EVECCS), Prague, Czech Republic, 12-15 June 2014.
    27. POZZI, A., HILDRETH, B. E., RAJALA-SCHULTZ, P. J.: Comparison of arthroscopy and arthrotomy for diagnosis of medial meniscal pathology: An ex vivo study. Vet. Surg., 37: 749-755, 2008. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. RASKE, M., HULSE, D., BEALE, B., SAUNDERS, W. B., KISHI, E., KUNZE, C. H.: Stabilization of the CORA based leveling osteotomy for treatment of cranial cruciate ligament injury using a bone plate augmented with a headless compression screw. Vet. Surg., 42: 759-764, 2013. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. ROE, S. C., KUE. J., GEMMA, J.: Isometry of potential suture attachment sites for the cranial cruciate ligament deficient canine stifle. Vet. Comp. Orthop. Traumatol. 21: 215-220, 2008. Přejít k původnímu zdroji...
    30. SLOCUM, B., DEVINE, T. D.: Cranial tibial wedge osteotomy: A technique for eliminating cranial tibial thrust in cranial cruciate ligament repair. J. Am. Vet. Med. Assoc., 184: 564-569, 1984. Přejít k původnímu zdroji...
    31. SLOCUM, B., SLOCUM, T. D.: Tibial plateau leveling osteotomy for repair of cranial crucial ligament rupture in the canine. Vet. Clin. North Am. Small Anim. Pract., 23: 777-795, 1993. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. SKYTTE, D., SCHMOKEL, H., MILES, J.: Partial rupture of the cranial cruciate ligament treated with tibial tuberosity advancement without debridement of the remaining ligament: A clinical study of 18 cases. Schweiz. Arch. Tierh., 156: 447-449, 2014. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    33. TONKS, C. A., LEWIS, D. D., POZZI, A.: A review of extra-articular prosthetic stabilization of the cranial cruciate ligament-deficient stifle. Vet. Comp. Orthop. Traumatol., 24: 167-177, 2011. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. VASSEUR, P. B.: Stifle joint. In: Slatter, D.: Textbook of small animal surgery. 2nd ed. Philadelphia; W. B. Saunders 1993, 1817-1865.
    35. WHITNEY, W. O.: Arthroscopic reconstruction of the cranial cruciate ligament in the dog. Proceedings of the Eight Annual ACVS Symposium, Chicago 1998.

    Zpět na obsah