ELÜLSŐ KERESZTSZALAG-PÓTLÁSNÁL ALKALMAZOTT FEMORALIS PRESS-FIT RÖGZÍTÉS LONGITUDINÁLIS BIOMECHANIKAI ÉS SZÖVETTANI VIZSGÁLATA ÁLLATMODELLEN, VALAMINT ÖSSZEHASONLÍTÓ KLINIKAI ÉRTÉKELÉSE. Hidas Péter Témavezető: Dr. Frenkl Róbert professzor emeritus, az MTA Doktora Budapest, 2005. Semmelweis Egyetem Doktori Iskola Sporttudományi és Neveléstudományi Doktori Iskola Bizottság: Elnök: Dr. Mészáros János egyetemi tanár, kandidátus Titkár: Dr. Böröcz István egyetemi adjunktus Tag: Dr. Farkasházy Miklós Főorvos, PhD Hivatalos Bírálók: Dr. Hangody László egyetemi tanár, PhD, az MTA Doktora Dr. Laczkó József egyetemi docens, PhD
Tartalomjegyzék Ábrák és táblázatok jegyzéke...4 1. Bevezetés...7 2. Célkitűzések...11 3. Hipotézis...12 3.1. Kérdésfelvetés...12 4. Irodalmi áttekintés...15 4.1. Történeti áttekintés...15 4.2. Az LCA és a graft rögzítésének biomechanikája, biológiája...19 4.2.1. Az elülső keresztszalag biomechanikája...19 4.2.2. A graft rögzítésének biomechanikája...22 4.2.3. A csontblokk rögzítésének módszerei...26 4.3. Az elülső keresztszalag szakadása...30 4.3.1. Az elülső keresztszalag-szakadás diagnosztikája...30 4.3.2. Az elülső keresztszalag-pótlás indikációi...33 4.3.3. Az elülső keresztszalag-pótlás szövődményei...40 5. Anyag és vizsgálati módszerek...41 5.1. Biomechanikai mérések-1. fázis...42 5.1.1. A mérési eszköz...42 5.1.2. A mérések menete...42 5.2. Biomechanikai mérések-2. fázis...46 5.2.1. Műtéti technika...46 5.2.2. A biomechanikai mérések...49 5.3. Makroszkópos és radiológiai vizsgálat...51 5.4. Szövettani vizsgálat...52 5.5. A klinikai összehasonlító utánvizsgálat...53 5.5.1. Műtéti technika...53 5.5.2. Posztoperatív rehabilitáció...57 5.5.3. Az utánvizsgálat...58 5.5.4. Statisztikai elemzés...62 2
6. A kísérletes vizsgálatok és a klinikai összehasonlító vizsgálat eredményei...63 6.1. Biomechanikai mérések-1. fázis...63 6.2. Biomechanikai mérések-2. fázis...64 6.3. Makroszkópos és radiológiai vizsgálat...66 6.4. A szövettani vizsgálat eredményei...69 6.5. A klinikai vizsgálat eredményei...72 6.5.1. Mozgásterjedelem...72 6.5.2. A stabilitásvizsgálat...73 6.5.3. A Lysholm pontrendszer...74 6.5.4. Az IKDC pontrendszer...74 6.5.5. Radiológiai vizsgálat...76 6.5.6. A sportképesség vizsgálata...77 6.5.7. HOP-teszt...79 6.5.8. KT-1000 arthrometer...79 6.5.9. Kivételi hely patológia...80 6.5.10. Szubjektív vélemény...80 7. A kísérletes vizsgálatok és a műtéti eredmények megbeszélése...84 7.1. A biomechanikai kísérletek megbeszélése...87 7.2. A makroszkópos és radiológiai vizsgálatok megbeszélése...96 7.3. A szövettani vizsgálatok megbeszélése...99 7.4. A klinikai utánvizsgálat eredményeinek megbeszélése...105 8. Következtetések...112 9. Összefoglalás...114 Irodalomjegyzék...116 3
Ábrák és táblázatok jegyzéke 1. ábra Zwick 020/TN2S számítógép vezérelt szakítószilárdság mérő...43 2. ábra: A femur és a tibia rögzítése a szakítószilárdságmérőben...43 3. ábra Az adatokat erő-elmozdulás diagrammon rögzítettük...44 4. ábra A műtéti fektetés...46 5. ábra A graftkivétel...47 6. ábra A patellaín graft. (Az ín relatív hossza miatt csontblokkot csak a patellából vettünk)...47 7. ábra A sertés térdízület feltárása medialis arthrotomiával...48 8. ábra A graft femurba impaktálása speciális utánverő segítségével....48 9. ábra A distalis rögzítés spongiosacsavarral történt....49 10. ábra A graft behúzása...54 11. Ábra: A femoralis press-fit rögzítéshez előkészített graft méretei és az utánverő helye. 55 12. ábra. A csontblokk bázisának előkészítése az utánverő feltámasztásához...56 13. ábra. A csontblokk furatba való impaktálása...56 14. ábra. A 6 hetes beültetett csontblokk makroszkópos képe...66 15. ábra. A 6 hetes beültetett csontblokk festett makroszkópos képe (HE, 1x)...67 16. ábra. A 3 hetes beültetett csontblokk radiológiai képe...68 17. ábra. A 6 hetes beültetett csontblokk radiológiai képe...68 18. ábra. A 3 hetes beültetett csontblokk szövettani képe (láthatók a microcallus formációk, melyek a femur spongiosájával már összeköttetésbe kerültek) (HE, 200X)...69 19. ábra. A 3 hetes beültetett csontblokk szövettani képe (jól látható a direkt csontos kapcsolatok hiánya a femur és a patella spongiosája között) (HE, 200X)...70 20. ábra. A 6 hetes beültetett csontblokk szövettani képe (a nyíl a vaskosabb patella csontgerenda és a vékonyabb femur csontgerenda közötti csontos összenövésre mutat) (HE, 200X) 70 21. ábra. A 6 hetes beültetett csontblokk szövettani képe (A csontblokk vastag, és a femur vékonyabb lamellái, valamint a köztük elhelyezkedő haemopoeticus medullaris szövet) (HE, 200X)...71 22. ábra. A 6 hetes beültetett csontblokk inas oldalának szövettani képe (A kötőszövet nyelv alakú penetrációi a spongiosa felé, valamint az újonnan képződött kollagénrostok jól láthatóak.) (HE, 200X)...71 23. ábra: A stabilitásvizsgálatok százalékos megoszlása az IF csoportban...73 24. ábra: A stabilitásvizsgálatok százalékos megoszlása a PF csoportban...74 25. ábra: A betegek térdfunkciójának megítélése a két műtéti csoportban...75 26. ábra. A posztoperatív RTG felvétel jól elhelyezkedő csontblokkal...76 27. ábra: A kivételi hely patológia százalékos megoszlása az utánvizsgálat időpontjában a vizsgált csoportokban....80 4
28. ábra: A két csoport betegeinek giving way fenomén jelentkezésének százalékos megoszlása...81 29. ábra: A két csoport betegeinek szubjektív instabilitásának százalékos megoszlása 82 5
1. Táblázat Az LCA-pótlás szövődményei...40 2. Táblázat Sertés eredeti LCA alap mérési paraméterei, valamint az interferenciacsavaros és press-fit rögzítés összehasonlító értékei 0 időpontban....63 3. Táblázat 0, 3, illetve 6 hetes posztoperatív szakítószilárdsági és merevségi értékek sertéseknél...65 4. Táblázat A posztoperatív extenziós deficit megoszlása az IF és PF csoportokban...72 5. Táblázat A posztoperatív flexiós deficit megoszlása az IF és PF csoportokban...73 6. Táblázat Az IF és PF csoportok összesített IKDC értékelése...75 7. Táblázat Az IF és PF csoportok radiológiai vizsgálatának eredményei az IKDC séma szerint...77 8. Táblázat Az IF csoport (n=72) preoperatív és posztoperatív sportszintje...77 9. Táblázat A PF csoport (n=110) preoperatív és posztoperatív sportszintje...78 10. Táblázat A két csoport sérülés előtti és műtétet követő sportszintjének összehasonlítása...78 11. Táblázat A KT-1000 Arthrometerrel mért adatok, valamint az ép-sérült oldali különbségek az IF csoportban (n=72)...79 12. Táblázat A KT-1000 Arthrometerrel mért adatok, valamint az ép-sérült oldali különbségek az PF csoportban (n=110)...79 13. Táblázat A két csoport betegeinek terhelésre jelentkező fájdalma a műtétet követően...81 14. Táblázat Az aktivitási szint befolyásoltságának megoszlása a két csoportban...82 15. Táblázat A két csoport betegeinek szubjektív véleménye...83 6
1. Bevezetés Az elmúlt évtizedekben jelentősen megemelkedett a szabadidő-sportolók száma, valamint a szabadidősportban eltöltött órák száma. Ez egyrészt örvendetes, mivel a szabadidő sportos eltöltése fontos az egészségvédelem szempontjából, ugyanakkor azonban magával hozta a sportsérülések számának emelkedését is. Emellett nőtt az élsport által megkövetelt teljesítményszint is. E két tényező tendenciája magával hozta a térdsérülések, így ezen belül az elülső keresztszalag-szakadások a számának növekedését is. A sportsérüléseken belül a térdsérülések relatív aránya is emelkedett. Intézetünk Sportsebészeti Ambulanciáján messze a legnagyobb arányban elő forduló sérülések a térdsérülések. Az elülső keresztszalag, ligamentum cruciatum anterius (LCA), sérülésének incidenciája irodalmi adatok szerint 0.36/1000 lakos évente (38). Ez 10 millió emberre vonatkoztatva, ami megfelel Magyarország lakosságának évente kb. 3600 sérülést jelent. Ez igen magas szám, és, ha figyelembe vesszük, hogy ez a sérülés leggyakrabban a fiatal felnőtt, munkaképes lakosságot érinti, jelentősége igen nagy. Az LCA szakadása súlyos térdsérülés, melynek következménye a térdízület instabilitása, ami a sport- és munkaképességet csökkenti. Emellett számos egyéb korai és késői következmény is kialakul. Az instabil térdben a sérülést követően megindul az ízületi porcfelszín károsodása, degeneratív elváltozása (69,117), valamint a megváltozott ízületi kinematika következtében az egyéb képletek sérülésének a kockázata is megnő (45). Ezért a műtéti beavatkozás, vagyis az elülső keresztszalag pótlásának a célja nemcsak a térdízület stabilitásának helyreállítása, hanem a degeneratív folyamatok kialakulásának megelőzése és az egyéb társsérülések prevenciója is. Az utóbbi 20 évben számos alapkutatás, klinikai tanulmány foglalkozott az elülső keresztszalag-hiányos térd kezelésével. Korábban elvégzett utánvizsgálatunkban 7
kollégáimmal én is összehasonlítottam az elülső keresztszalag-szakadás konzervatív és műtéti kezelésének középtávú eredményeit (60). Ezen tanulmányunk, valamint egyéb irodalmi adatok alapján egyre inkább nyilvánvalóvá vált az elülső keresztszalag-hiány rövid- és hosszútávú negatív hatása. Emellett egyre tökéletesebb sebészi technikák láttak napvilágot, így mindezek következtében az elülső keresztszalag-pótlás indikációja jelentős mértékben kiszélesedett. Annak ellenére, hogy számos különböző technika ismert az elülső keresztszalag-pótlás területén, a graft anatómiai, izometriás elhelyezése jelentős lépés volt az eredmények javítása terén. Ennek következtében az LCA rekonstruktív sebészi eredményei fokozatosan javultak és egyre inkább emelkedésnek indult a műtéti szám is. Sajnos a megemelkedett műtéti szám a szövődmények emelkedését is magával hozta, ami viszont a revíziós sebészet szükségességét és technikájának fejlődését eredményezte. Az LCA pótlás sikerét számos tényező befolyásolja: a beteg együttműködése, a műtét időzítése, a graft megfelelő kiválasztása, a furatok ideális elhelyezése, a graft jó megfeszítése és megfelelő rögzítése, valamint a posztoperatív rehabilitáció. A jelenleg leggyakrabban használt grafttípus az autológ csont patellaín csont szabadgraft (4,46). A csontfuratokban a csontblokkok rögzítésére mind a femoralis, mind pedig a tibialis oldalon a fém vagy felszívódó interferencia csavaros technika széles körben elterjedt és elfogadott módszer (4,76). A femoralis rögzítésre leggyakrabban alkalmazott interferencia csavaros rögzítés jó biomechanikai tulajdonságokkal rendelkező megoldás (65,70,76,80), alkalmazása azonban több hátránnyal is bír. Ezek a következők: az idegen anyag jelenléte, a csavar graftot károsító hatása a becsavarás alatt, a csavar - csontblokk divergencia, amelynek a rögzítőerő csökkenése lehet a következménye és amennyiben későbbiekben szükséges, az MR vizsgálat elvégzésének nehézségei (75,88,106). A térd ismételt sérülései következtében, esetleg más okból szükség lehet ismételt műtéti beavatkozásokra is. Ezzel egyre gyakrabban válik szükségessé a behelyezett fémanyagok eltávolítása. Ilyen esetben a femoralis csavar eltávolítása sok esetben gyakorlott sebész számára is nehéz feladat, sokszor csak a graft károsításával lehetséges (10,41). 8
Alternatív lehetőséget jelent a femoralis csontblokk rögzítésére a felszívódó interferencia csavarok alkalmazása, melyek a behelyezést követően szintén jó szakítószilárdsági értékeket mutatnak (66,72,75,88,106,130). Hátrány, hogy a felszívódás alatti esetleges rögzítőerő csökkenésről azonban nincsenek adataink. Emellett synovitist és idegenanyag-reakciót is leírtak alkalmazásukkor (131). Mindezen hátrányok miatt egyéb, olyan rögzítési módszerek alkalmazása is előtérbe került, amelyek kiküszöbölik ezeket a hátrányokat, ugyanakkor rögzítő erejük a fentiekhez hasonlóan kielégítő. Így alkalmazásukkal nem kényszerülünk a műtétet követően hosszabb immobilizációra, valamint a posztoperatív rehabilitációs protokoll megváltoztatására. Ugyanakkor nem kell attól tartanunk, hogy a rögzítőerő csökkenése miatt a graft lazábbá, és ezzel később a térdízület instabillá válik. A femoralis press-fit rögzítést Hertel írta le 1990-ben (57,58). Ennek a technikának használatával az említett hátrányok elkerülhetőek, de biomechanikai tulajdonságaira vonatkozóan még csak kevés adat állt rendelkezésre (23,78,84,106). Különösen a posztoperatív szakban nem rendelkeztünk elégséges információkkal arra vonatkozóan, hogy hogyan változik a beékelt csontblokk rögzítőereje, és milyen szöveti kapcsolódás jön létre a csontblokk és a demur között a csontos és az inas oldalakon. Az elülső keresztszalag-pótlást végző sebész számára pedig fontos a különböző rögzítési technikák mechanikai paramétereinek és ezek biológiai következményeinek ismerete, hiszen a műtétet követő rehabilitációt az alkalmazott műtéti technika és annak biomechanikai háttere ismeretében szükséges megtervezni. Az Országos Sportegészségügyi Intézettel 19 évvel ezelőtt, mint medikus kerültem kapcsolatba. Az intézet orvosaként 16 éve, válogatott keretorvosként 7 éve találkozom a sportolás veszélyeivel, az élsportban egyre nagyobb számban bekövetkező sportsérülésekkel, sportártalmakkal. Emellett az a tény, hogy ezek közül az elülső keresztszalag szakadása az egyik legsúlyosabb és leggyakrabban a fiatal, munkaképes korosztályt érintő térdsérülés, arra ösztönzött, hogy kutatásaim során megpróbáljam ennek a sérülésnek a kezelését tökéletesíteni, a kezelésre a legjobb megoldást megtalálni. 9
A femoralis press-fit rögzítést Hertel jó tapasztalatait követve, az eredeti műtéti technikát kissé módosítva 1997-ben alkalmaztam először intézetünkben, mint Magyarországon új eljárást. Már a kezdeti fázisban csatlakozott hozzám kollégám, Pavlik Attila, akivel közös kutatási tervet készítettünk a press-fit rögzítési technika klinikai alkalmazhatóságának, biomechanikai és szövettani jellemzőinek vizsgálatára. Számos közös munkánk, pályázatunk során vizsgáltuk az elülső keresztszalagpótlás szövődményeit, a módszerrel végzett műtéti eredményeket. Vizsgálatokat végeztünk humán kadáver csontokon a rögzítés primer szakítószilárdságának meghatározására, valamint a különböző szögekben vizsgáltuk a rögzítőerő változásait. Ezt követően a rögzítés biomechanikai és szövettani tulajdonságainak a korai posztoperatív szakban bekövetkező változásairól szerettünk volna információt nyerni, ezért állatkísérletes modell mellett döntöttünk. Mindezekkel párhuzamosan klinikai vizsgálatokat is végeztünk, mely során az operált betegeink eredményeit elemeztük. Az első vizsgálat során összehasonlítottuk a press-fit rögzítési technikával és az interferencia csavarral operált betegek rövidtávú eredményeit. A második fázisban pedig nemzetközileg is jelentős számú beteg középtávú utánvizsgálatát végeztük el. Mindkét klinikai vizsgálat során fontosnak tartottuk a sportképesség helyreállásának vizsgálatát, hiszen betegeink döntő többsége a sportolók közül kerül ki, akik számára az egyik legfontosabb szempont a sportba való visszatérés. Az évek óta tartó közös kutatások és vizsgálatok eredményeiről pedig kettéosztva számolunk be a PhD munkáinkban, melyek témája hasonló, de ugyanazt a kérdést teljesen más oldalról közelítik meg és bizonyítják be. Tekintettel arra, hogy az elülső keresztszalagpótlás történetéről, az elülsö keresztszalag és a műtét biomechanikai jellemzőiről számos korábbi közös munkában számolunk be, így munkáink bevezető része markánsan nem különbözik egymástól (101). A két értekezés együttesen komplex képet ad a számtalan előnnyel rendelkező femoralis press-fit rögzítésről, valamint támpontokat nyújtanak az akcelerált posztoperatív rehabilitáció alkalmazhatóságához. 10
2. Célkitűzések Tanulmányom elsődleges célja volt, hogy bebizonyítsam, hogy a Magyarországon új eljárásként alkalmazott press-fit rögzítés alkalmas elülső keresztszalag-pótlás során a csont patellaín csont graft femoralis rögzítésére. Célul tűztem ki továbbá, hogy a hazai és nemzetközi irodalomban elsőként meghatározzam a press-fit rögzítés szakítószilárdságát és merevségét állatkísérletes modellen a korai posztoperatív szakban. Célomnak tekintettem továbbá, hogy bebizonyítsam, hogy a press-fit rögzítés szakítószilárdsága és merevsége nem különbözik szignifikánsan a napjainkban széles körben alkalmazott és elfogadott interferenciacsavaros rögzítés szakítószilárdságától és merevségétől. Törekvéseim arra irányultak, hogy a korábbi kadávereken és állatmodelleken végzett biomechanikai vizsgálatokat szintetizáljam, kidolgozzam a femoralis press fit rögzítés biomechanikai hátterét. Tanulmányom további céljául tűztem ki a csontblokk szövettani beépülésének vizsgálatát állatkísérletes modellen a korai posztoperatív szakban, hogy ezekkel a biomechanikai eredményeinket is alátámasszam. Mindezek ismeretében célommá vált, hogy az interferenciacsavaros rögzítés során alkalmazott gyorsított és hatékony rehabilitációs protokollt a press fit rögzítés esetében is megnyugtatóan alkalmazhassuk. 11
3. Hipotézis Operált betegeinkkel szerzett klinikai tapasztalatok alapján, azok retrospektív összehasonlító vizsgálatának, valamint irodalmi hivatkozások kapcsán feltételeztem, hogy a csontblokk femoralis press-fit rögzítésének biomechanikai jellemzői elülső keresztszalag pótlása esetén megfelelőek. Feltételezésem alapja volt a sportolók kezelésében szerzett gyakorlati tapasztalat, a nemzetközi irodalmi adatok, valamint korábban elvégzett saját utánvizsgálataink eredményei. Feltételeztem továbbá, hogy a press-fit rögzítés során a csontblokk szövettani beépülése megfelelő, és alátámasztja a biomechanikai vizsgálatok kedvező szakítószilárdsági és merevségi adatait. Feltételeztem azt is, hogy a műtét klinikai eredményeinek tekintetében nincs különbség az eddig kevésbé elterjedt, de számos előnnyel rendelkező press-fit rögzítés, és a korábban széles körben alkalmazott interferenciacsavaros rögzítési módszer között. Végül feltételeztem, hogy ezek a klinikai eredmények megfelelnek a nemzetközi irodalomban más femoralis rögzítési módszerek alkalmazásával közölt klinikai eredményeknek a stabilitásvizsgálat, a térdfunkció, a sportba való visszatérés, valamint a betegek szubjektív elégedettsége szempontjából. 3.1. Kérdésfelvetés I. A press-fit rögzítés biomechanikai jellemzői tekintetében a következőkre kerestem a választ: a. Van-e különbség az alkalmazott sertés modellen a press-fit rögzítés, valamint az interferenciacsavaros rögzítési módszer szakítószilárdsága és 12
merevsége között a 0 időpontban, vagyis közvetlen a graft behelyezését követően? b. Van-e szignifikáns hatása az időnek az alkalmazott press-fit rögzítési technika szakítószilárdságára és merevségére állatkísérletes modellen? c. A kapott értékeknek van-e hatása a posztoperatív rehabilitációra, kell-e módosítani a más rögzítési módszereknél alkalmazott rehabilitációs protokollt? II. A press-fit rögzítés szövettani jellemzőinek vizsgálata során a következőkre kerestem a választ: a. Létrejön-e csontos kapcsolat a femur és a patella spongiosája között már a korai posztoperatív időszakban? b. Van-e hatása az eltelt időnek a csontos kapcsolat minőségére? c. Létrejön-e, és ha igen, milyen jellegű szövetkapcsolat a csontblokk inas oldala és a femur spongiosája között? III. A műtéti eredmények tekintetében elsősorban a következő kérdésekre kerestem választ: a. Kimutatható-e különbség a press-fit rögzítési módszer, valamint az interferenciacsavaros rögzítés között fizikális vizsgálattal a stabilitás tekintetében? b. Van-e szignifikáns különbség a KT-1000 arthrometerrel végzett stabilitásvizsgálatokban a két módszer között? c. Találunk-e eltérést a két csoport között a sportolók sportba való visszatérése szempontjából? d. Van-e eltérés a két csoport betegei között a szubjektív elégedettség tekintetében? 13
IV. Végül kérdés volt számomra, hogy igényel-e, és ha igen, milyen mértékű változtatásokat igényel a más rögzítési módszereknél alkalmazott rehabilitációs protokoll? 14
4. Irodalmi áttekintés 4.1. Történeti áttekintés Az LCA rekonstrukció már a XIX. században megjelent, de csak a XX. század második felére terjedt el széles körben. Ezt megelőzően csak anatómiai tanulmányok és konzervatív kezelési tapasztalatokról találhatóak feljegyzések az irodalomban. Az elülső keresztszalag sebészi kezelésének fejlődése nem egységes, hiszen a különböző műtét típusok elterjedését sokkal inkább a szubjektív megítélés, mintsem az eredmények objektív értékelésén alapuló tudományos tapasztalat jellemezte. Az elülső keresztszalag sérülésének és rekonstrukciójának történetét 5 nagy korszakra oszthatjuk fel. Első korszak: az LCA-val kapcsolatos úttörő fogalmak kialakulása. A térdízület belső elváltozásairól William Hey ír először 1782-ben (98). A szerző elsőként reponált sikeresen egy incarcerált helyzetű sérült meniscust. Írott munkájában azonban még nem tesz említést az elülső keresztszalagról. Az elülső keresztszalag anatómiájáról, sérüléséről először 1845-ben Amédée Bonnet, lyoni sebész írt, akit méltán nevezhetünk a keresztszalag-sebészet atyjának. Megfigyelte, hogy az LCA sérülése, amely állítása szerint jóval gyakoribb az akkor gondoltnál, leggyakrabban a femoralis eredésénél következik be. Emellett leírta az LCA sérülésének klinikai tüneteit. Megalkotta az első térdrögzítőket és az első mozgatósínt, mint a konzervatív kezelés segédeszközeit (37,98). Ezt követően Georgeos Noulis, görög sebész 1875-ben leírta a Lachman-teszt technikáját, mint az elülső keresztszalag-sérülés fizikális diagnózisának fontos módszerét (98). Szintén az LCA sérülésének tüneteit írta le a francia Paul Segond 1879-ben. Felismerte a pattanásérzést sérüléskor, az ízületi duzzanatot és az abnormális tibia elülső transzlációt (37,98). 15
Akut elülső keresztszalag-szakadás rekonstrukciójáról 1900-ban Battle számolt be, és bár ezt ő közölte elsőként az irodalomban, a műtétet először 1895-ben Mayo Robson végezte, de erről csak 1903-ban számolt be (37). Az első LCA-plasztikát Nicoletti végezte kutyákon 1913-ban. A szerző fascia illetve periosteum lebeny alkalmazásával végzett szalagpótlást. Második korszak: az első rekonstrukciók. Ezt követően E. W. Hey Groves volt az első, aki 1917-ben publikálta az elülső intraartikuláris keresztszalag-pótlást, melyet a fascia lata felhasználásával végzett, majd 3 évvel később új, módosított műtéti technikát alkalmazott (37,59,98). Elsőként Alwyn Smith közölt kombinált extra- és intraartikuláris technikát LCA-pótlásra. Graftként a tibiális tapadásánál nyelezett tractus iliotibialist használta (5). Ezt a tibialis csatornán átvezetve, majd proximal felé fordulva a medialis collateralis megerősítését is elvégezte (37). 1926-ban Bennet írta le a medialis oldalon végzett extraarticularis pótlás technikáját, melyhez a medialis oldalszalag megfeszítését és ennek az ízületi vonalba helyezett fascia csíkkal való megerősítését végezte. Ennek a módszernek később számos követője akadt, így Cotton és Morrison, Bosworth és Bosworth majd Mauck is alkalmazták (37). A pivot shift jelenségre Alwyn Smith már 1918-ban rámutatott a pivot shift jelenségre, de nem identifikálta a hirtelen szubluxációt és repozíciót. Ezt követően 1920-ban Hey Groves ismerte fel a pivot shift fenomént, de nem írta le a pivot shift tesztet. Meglepő, hogy ezt követően hosszú évtizedekre "elfelejtették" ezt a jelenséget. A tesztet, melyet ma a keresztszalag sérülés egyik döntő bizonyítékának fogadunk el, végül David MacIntosh közölte 1972-ben (37). 1933-ban E. Bircher, akit mint az artroszkópia úttörőjét ismerünk, kenguruinat használt keresztszalag pótlásra 83 betegnél, és jó eredményeket ért el. Az utókezelésben kiküszöbölte a hosszú posztoperatív rögzítést és korai mobilizációt javasolt (37,98). A patellaínról, mint LCA pótlás során alkalmazandó distalisan nyelezett graftról először 1932-ben zur Verth számolt be a Német Ortopéd Kongresszuson. Ennek ellenére sokan Campbellt tartják a patellaín graft első alkalmazójának, aki az ín medialis harmadát használta graftként. 16
1938-ban Ivar Palmer írt összefoglaló tanulmányt a térdszalagok anatómiájáról, biomechanikájáról, elváltozásairól és azok kezeléséről. Tanulmánya új távlatokat nyitott meg a keresztszalag sebészetben, de eredményeinek helyes értékelésére évtizedekig kellett várni (37,98). Harmadik korszak: a dinamikus stabilizálások és az extraartikuláris rekonstrukciók korszaka. O.Donoghue 1950-ben publikált munkájában felhívta a figyelmet főleg sportolók esetében a primer LCA rekonstrukciók fontosságára (97). Ezt követően 1956-ban Augustin megvalósította a dinamikus stabilizálás elvét, mely során distalisan leválasztott semitendinosus ínnal pótolta az LCA-t (37). A patellaín középső harmadát patellából vett csontblokkal Kenneth Jones használta elsőként 1963-ban. A műtét során a csontblokkot közvetlen az intercondylaris notch elejéhez rögzítette, mely nem felelt meg az LCA anatómiai eredésének. Az általa végzett műtétek eredményei szerények voltak, de nevéhez kapcsolódik a patellaín grafttal végzett LCA-pótlás technikája (68). 1966-ban Brückner, majd 1969-ben Franke használták elsőként szabadgraftként a patella inat és jelenleg is ezt a grafttípust használják leggyakrabban LCA-plasztika során (29). Negyedik korszak: a rekonstrukciós technikák átalakulása. A 70-es években, a pivot shift jelenség felismerésének elterjedésekor, MacIntosh végzett extraarticularis rekonstrukciót distalisan nyelezett tractus iliotibialis felhasználásával, melyet a lateralis collateralis lefutásának megfelelően vezetett és a lateralis intermuscularis septumhoz varrt (42,81). Ennek a korszaknak talán legkiemelkedőbb egyénisége W. Müller, aki a térd szalagsérüléseinek iskoláját megteremtette (MÜLLER). Főleg biomechanikai vizsgálatai, tanulmányai úttörő jelentőségűek. Ebben a korszakban, főleg Müller munkásságának eredményeként bebizonyosodott, hogy a korábban alkalmazott dinamikus rekonstrukciós megoldások nem megfelelőek. Ötödik korszak: az artroszkópos technika elterjedése, allograftok, műanyagszalagok. Az artroszkópos technikát elsőként Dandy közölte 1981-ben. Ezt követően egyre több sebész fordult az artroszkópos technika felé. 17
A femoralis press-fit rögzítésről Hertel számolt be elsőként 1990-ben (57,58). A módszer lényege, hogy kisebb átmérőjű csontfuratba a fokozatosan növekvő átmérőjű, trapéz alakú csontblokkot utánverő segítségével impaktálta, melynek következtében által a csontblokk beszorul a csontfuratba. Az LCA pótlására több szintetikus anyagot is próbáltak használni. Először 1903-ban Lange a semitendinosus inat kombinálta selyem varrattal, melynek alkalmazását néhány évvel később azonban elvetették. 1927-ben, Frankfurtban K. Ludloff elsőként írt le erős selyem fonallal végzett LCA-graft augmentációt, melyet a pótlásra használt fascia megerősítésére használt (37). Ezt követően nylon, Dacron, politetrafluoroetilén, nagy molekulasúlyú polietilén, polipropilén, szénszál és annak poliészterrel történő kombinációja is szerepelt sikertelenül a pótlásra használt anyagok között, majd később glutáraldehiddel kezelt bika kollagént is használtak eredménytelenül. Jelenleg is a graftok széles skálája van használatban az autograftoktól, az allograftokon keresztül a szintetikus anyagból készült pótlóanyagokig. A beültetés sebészi technikája sem teljesen egységes, de a transligamentaris technikát mára szinte teljesen egyre inkább felváltotta az artroszkópos módszer. A furatok kialakítását tekintve hazánkban a 90-es évek közepén terjedt el az egycsatornás műtéti technika, mely femoralis feltárást nem igényel. Addig a hagyományos két csatornás megoldást használták. A 90-es évek elején Berkes nevéhez fűződik az LCA-pótlások artroszkópos műtéti technikájának bevezetése (15). Az artroszkópos rekonstrukciók technikai, műszeres feltételei folyamatosan javulnak. Legújabban a minél pontosabb furatelhelyezés érdekében dolgozták ki a különböző komputer vezérelt eljárásokat, melyek azonban a nagy költségkihatások miatt a mai napig nem terjedtek el széles körben. 18
4.2. Az LCA és a graft rögzítésének biomechanikája, biológiája Az utóbbi években a keresztszalag műtéteket követő legújabb, akcelerált rehabilitációs protokollok a minél előbbi teljes mozgásterjedelem és a korai testsúlyterhelés elérését, valamint a neuromuszkuláris funkció, a propriocepció minél előbbi helyreállítását célozzák (116). Biomechanikai mérésekkel bizonyították, hogy az általánosan használt 10 mm széles csont patellaín csont graft kezdeti szakítószilárdsága az intakt elülső keresztszalag értékeit eléri, sőt minimálisan meghaladja (96). Így megnőtt a graftok biztonságos rögzítésének a jelentősége. Biomechanikai vizsgálatokkal azt is igazolták, hogy a térd extenziója közben az aktív quadriceps kontrakció során a graftra ható erő 200 N-nál alacsonyabb (86). A rehabilitáció során tehát minimum ezt az erőbehatást kell mind a graft anyagának, mind pedig a rögzítésnek elviselnie. Bár több szerző véleménye szerint a korai posztoperatív szakban a graft rögzítése képezi a rendszer leggyengébb láncszemét, nem ismerünk olyan rutinszerűen használt graftrögzítést, amelynek szakítószilárdsága és merevsége megközelítené az ép keresztszalagét, vagy a pótláshoz használt graftokét (25,76,83,102,118). 4.2.1. Az elülső keresztszalag biomechanikája Az elülső keresztszalag a térdízület egyik legfontosabb centrális stabilizátora. Biomechanikai vizsgálatokkal igazolt tény, hogy az LCA elsődleges funkciója a tibia femurhoz képest történő előre irányuló elmozdulásának megakadályozása, melyért a különböző mérések szerint 86%-ban felelős. A teljes extenzióban lapos LCA a flexió során kb. 90 fokkal megcsavarodik saját tengelye körül. A megcsavarodás a kötegek különböző eredési és tapadási pontjaiból adódik. Az LCA feszülése a térd hajlítása közben is változik. A szalag teljes extenziótól 20 fokos flexióig feszes. A leglazább 30-tól 60 fokig, majd fokozatosan megfeszül 90 fokig. Az LCA három kötege különböző mértékben 19
és időben feszül meg. Az anteromedialis köteg mind flexióban, mind extenzióban feszes, így ez a köteg biztosítja elsődlegesen a térd anterolateralis stabilitását. Az intermedier köteg az elülső és anteromediális stabilitást biztosítja, míg a posterolateralis köteg extenzióban feszes, flexióban laza (95). Az elülső keresztszalag nyújthatósági jellemzőit in vitro meghatározták. Ennek során az erő-megnyúlás görbe azt mutatja, hogy a megnyúlás kezdetben nem lineáris, nagyobb erőhatáskor azonban, a szakadás előtti mikrokárosodások szakaszaiban majdnem lineárissá válik. A kezdeti non-lineáris szakaszban a hullámos kollagén nyaláb kiegyenesedik, majd a lineáris szakaszban a már kiegyenesedett kollagén rostok megnyúlása következik be. Emellett a térdízület extenziós-flexiós helyzete is befolyásolja ezt, mivel az elülső keresztszalag különböző kötegei különböző mértékben feszülnek extenzió illetve flexió alatt (18). Az elülső keresztszalag szakadását a sérülést okozó erő nagysága, iránya, a sérült életkora, a térdízület helyzete és az LCA szakítószilárdsága határozza meg. Noyes és munkatársai kimutatták, hogy a szalag eredeti hosszának 56%-val történő megnyúlásáig megőrzi folytonosságát (96). Szerzők azt is bizonyították, hogy mind a szakítószilárdság, mind pedig a merevség csökken az életkorral. Savio Woo és munkatársai adatai szerint az ép LCA szakítószilárdsága fiataloknál 2160 N, középkorúaknál 1503 N, időseknél pedig 658 N (132). Noyes és munkatársai ennél alacsonyabb értékeket, fiataloknál 1730 N-t, időseknél 734 N-t mértek (96). Vizsgálatok azt is igazolták, hogy a szalag merevsége is csökken az életkorral. Woo adatai szerint 242 N/mm-ről 180 N/mm-re, míg Noyes 182 N/mm merevséget talált fiataloknál, mely idős korra 129 N/mm-re csökken. A pótlásra használt graftok biomechanikai paraméterei kezdetben meghaladják az intakt LCA-ét. A patellaín graft 2977 N szakítószilárdsággal és 455 N/mm merevséggel bír (35), míg a négyszerezett hamstring ín graft szakítószilárdsága 4090N, merevsége pedig 776N/mm (54). 20
Az elülső keresztszalag szerepét a tibia elülső transzlációjának megakadályozásában számos biomechanikai vizsgálat bizonyította. Ennek a bizonyításnak a legegyszerűbb módja, hogy meghatározott erő alkalmazása mellett kadáver térdeket vizsgálunk, mégpedig úgy, hogy először ép, majd átvágott LCA mellett mérjük meg az elülső elmozdulást. Számos ilyen vizsgálatot végeztek különböző biomechanikai laboratóriumokban és bizonyították az elülső keresztszalag elsődleges szerepét az elülső transzláció megakadályozásában (95). A másik mód az LCA szerepének vizsgálatára egy sokkal közvetlenebb módszer. Egy erőhatást érzékelő szenzort helyeznek az LCA-ra, amely érzékeli a külső erők hatására a szalagban ébredő erőket (86). Ezzel a módszerrel mérhető a térd különböző flexiós helyzetei mellett külső, előre irányuló elmozdulást előidéző erők hatására az elülső keresztszalagban keletkező erők nagysága. Megállapították, hogy a térdízület 5 40 fok közötti flexiója alatt a szalagban keletkező erők nagysága egyenlő vagy kissé nagyobb (ez a tibia plató és az LCA tapadás inklinációjából adódhat), mint a külső erő nagysága. Teljes extenzió és 90 fokos flexió mellett a külső erőt nemcsak az LCA, hanem az oldalszalagok és az ízületi tok megfeszülése is ellensúlyozza. Annak meghatározása, hogy a térd különböző terhelése hatására mekkora erők lépnek fel az elülső keresztszalagban, fontos a sérülések lehetséges módjainak megértésében és így azok megelőzésében, másrészről pedig LCA-pótlást követően a rehabilitáció egyes fázisaiban végezhető gyakorlatok meghatározásában, hogy elkerüljük a graftra ható túl nagy terhelést a korai posztoperatív szakban. A térdízület passzív extenziója során az utolsó 10 fokig nem keletkezik mérhető erő az elülső keresztszalag rostjaiban. Ezt követően, különösen hyperextenzióban gyorsan nő az erő mértéke. Ha aktív extenziót végeztetünk, melynek során a musculus quadriceps femoris húzóereje is érvényesül az LCA-ban ébredő erő 30 foktól kezdve növekszik, amit a patellaín húzóerejének elülső irányú komponense okoz. Ez a tibia elülső szubluxációját okozza, mely így terheli az elülső keresztszalagot. Azt is kimutatták, hogy a térdízület erőltetett flexiója szintén terhelést jelent az LCA számára. Ezek alapján a hyperextenzió és 21
a hyperflexió során egyaránt sérülhet a keresztszalag és a posztoperatív rehabilitáció során elkerülendő a hyperextenzió és az aktív, ellenállással szemben végeztetett extenzió is. 4.2.2. A graft rögzítésének biomechanikája A graftrögzítés biomechanikai tulajdonságai vizsgálata során arra keresünk választ, hogy a műtétet követően megfelelő szakítószilárdsággal és merevséggel rendelkezik-e. A rögzítésnek ugyanis elég erősnek és merevnek kell lennie ahhoz, hogy megfeleljen a jelenlegi rehabilitáció követelményeinek, minimalizálnia kell a graft mozgásait a csontcsatornában. Mindezek mellett ciklikus terhelés esetén sem szabad megcsúsznia, hogy elkerüljük a graft fokozatos kilazulását a posztoperatív szakban (13,25,48,63,72,76). Emellett a rögzítésnek meg kell engednie a szövettani átmeneti zónának a remodellációját is (48). Ennek az átmeneti zónának a kialakulása biztosítja hosszú távon a graftnak az eredeti LCA-hoz hasonló terhelhetőségét. Így a graftrögzítés vizsgálata során a súlypontot helyezhetjük a biológiai tulajdonságokra is, vagyis, hogy a graft hogyan épül be a csontcsatornába (25). Jelenleg olyan graftrögzítést, mely minden szempontból ideális, nem ismerünk. A biomechanikai laboratóriumokban a szalagrekonstrukció időpontjában (0 időpont) a következő paraméterek vizsgálhatók: a szakítószilárdság, a merevség, a szakadásig való megnyúlás és a szakadás módja. A vizsgálatok számítógéppel kontrollált szakítógépekkel történnek. A vizsgálni kívánt graft és rögzítéstípus terhelése állandó sebességgel történik, a szakítógép regisztrálja az erő-elmozdulás görbét. Ennek maximuma adja a maximális terhelhetőséget, a görbe meredekségéből kaphatjuk meg a merevséget. A szakadás módját a vizsgáló személyek rögzítik. A maximális terhelhetőség vizsgálata a graft és a rögzítés által elviselt legnagyobb erő mértékéről ad információt, míg a ciklikus vizsgálatok eredményei a posztoperatív szakban a graftot és a rögzítést érő ismétlődő terhelésekkel (járás, rehabilitáció) szembeni ellenállást jellemzik. A biomechanikai vizsgálatok eredményeinek értékelésénél figyelembe kell vennünk azt is, hogy a vizsgálati módszerek és körülmények különbségei nagymértékben befolyásolhatják a kapott eredményeket (83). 22
Az irodalomban fellelhető biomechanikai vizsgálatok módszerei, körülményei nagymértékben különböznek egymástól. Így a különböző rögzítési módok, valamint azok biomechanikai tulajdonságainak összehasonlítása igen nehéz (28,31,51,66,70,73,74,76,88,100,104). Nemcsak az LCA, hanem a graft anyagának és a rögzítéseknek a biomechanikai tulajdonságai (merevség, kiszakítószilárdság) is függenek a fajtól, az életkortól, a teszt sebességétől, az előkészítéstől és a húzási iránytól (96,103,114,131). A szalagrekonstrukciók nulla időpontjában in vitro körülmények között mérni tudjuk a szakítószilárdságot, a merevséget, a szakadásig való megnyúlást és a szakadás módját. Merevségre vonatkozó adat, melyből az eszköz szakadásig való megnyúlására következtethetünk, nem szerepel minden biomechanikai vizsgálatban. A csontdenzitás egy másik olyan változó, amelynek értéke különbözik a vizsgálatok során. Ez befolyásolhatja az inak interferencia csavaros rögzítésének szakítószilárdsági eredményeit, és fontos lehet egyéb rögzítési módoknál is (26). Kadáverek hiánya miatt egy egyedet gyakran több alkalommal is tesztelnek, a laboratóriumi műtéti technika pedig gyakran eltér a klinikai gyakorlatban alkalmazottól. Ilyen eltérés például, hogy az interferencia csavart közvetlen szem előtt helyezik be, ezzel minimálisra csökkentve a divergencia előfordulását, ami viszont in vivo gyakrabban előfordul 75. Ha a vizsgálat tárgyát a csatorna irányában terhelik, akkor kisebb lehet a kiszakítóerő, mintha azt szögben terhelnék (21,62). A posztoperatív rehabilitáció és a mindennapi járás a graftot ciklikusan terheli, így erre vonatkozóan pontos információkat a graftrögzítés nullaidőpontjában végzett statikus mérésekkel nem nyerünk. Ezekkel csak az egyszeri erőhatással szembeni szakítószilárdságot és merevséget határozzuk meg. Ciklikus tesztek viszont egyelőre csak kisebb számban állnak rendelkezésre. A kérdés az, hogy az LCA-rekonstrukció számára mekkora szakítószilárdság szükséges a mindennapi élet és az akcelerált rehabilitáció számára, valamint, hogy ehhez hogyan viszonyulnak a graft rögzítéseinek biomechanikai adatai. Az LCA-rekonstrukciónak biomechanikai paraméterei két részből állnak, a graft anyagának valamint a graft rögzítésének a szakítószilárdságából. Jól ismert tény, hogy a napjainkban használt graftok 23
szakítószilárdsága közvetlen a műtétet követően jelentősen meghaladja a graft rögzítésének szakítószilárdságát, és messze meghaladja a rehabilitáció és a mindennapi élet során a graftra ható erők nagyságát is. A posztoperatív szakban azonban már a graft anyagának meggyengülésével is számolnunk kell, mivel a graft szövettani szempontból remodelláción megy keresztül, amely során kezdetben a szövetek nekrózisa, meggyengülése következik be (53,89,118). Erre vonatkozóan kevés adat áll rendelkezésre. Grana, nyulakon elvégzett szövettani és biomechanikai vizsgálatai szerint 3 hét után már a graft anyaga lesz a leggyengébb és nem a rögzítés. A graft szakítószilárdsága kb. a 8. hét után kezd ismét növekedni (53). McFarland adatai szerint a szakítóerő még 4 hónap után sem éri el az eredeti szintet, ezért véleménye szerint az izometriás elhelyezés igen lényeges a graftra ható erők csökkentése miatt (89). A kutatások szerint feltételezhető, hogy normál körülmények között a biológiai szövetek a szakítóterhelésük mindössze egytizedét, de nem többet, mint egyötödét kapják. Így a natív LCA szakítószilárdsága alapján történt becslés szerint a mindennapi életben 450-500N szakítóerő hat az elülső keresztszalagra (46,96). Hasonló adatokat közölt Rupp is, aki in vitro vizsgálatai során az LCA-ra 400N alatti erőket mért (106). A graft túlfeszítése viszont megnöveli a grafton belül ébredő erőket, így egy túlfeszített graftban ennél jóval nagyobb erők is ébredhetnek a rehabilitáció során (86). A posztoperatív szakban a fájdalom miatt a beteg csak kisebb mértékben terheli térdízületét, mint a normál, mindennapi életben, így a graftot terhelő erőhatások is feltételezhetően kisebbek (46). A biológus mérnök Morrison a korai hetvenes években írt az LCA-val és LCP-vel kapcsolatos erőkről (92). Adatai szerint az LCA-ra ható erő vízszintes talajon járáskor 169N, lépcsőn felfelé 67N és lépcsőn lefelé 445N. Shelbourne és Gray adatai szintén azt bizonyították, hogy a mindennapi életben az LCA-ra ható erő nem haladja meg a 450N-t (117). Egy klinikai vizsgálat során 248N szakítószilárdságú gombot használtak csont patellaín csont graft rögzítésére és ezt követően akcelerált rehabilitációt alkalmaztak. Utánvizsgálatuk eredményei kitűnő eredményeket mutattak, tehát az akcelerált rehabilitáció nem károsította a 248N szakítóerejű graftrögzítést. 24
A merevség a terhelés-megnyúlás görbe lineáris szakaszának a meredeksége és általában N/mm mértékegységben használják. Amikor a graftot és a rögzítését húzóerővel terhelik, a graftban és a rögzítésben elmozdulás jön létre, ami a merevségével egyenesen arányos. A jelenleg használt graftrögzítések kevésbé merevek, mint a natív LCA és a választható graftok. A graft csontcsatornába való erős és merev beépülése alapvető az LCA-pótlás sikeressége szempontjából. A beépülést elősegítő tényezők meghatározása a graftok gyorsabb beépülése révén gyorsabb rehabilitációt tenne lehetővé. Két olyan tényező van, amely biztosan szerepet játszik a beépülésben: a graft csontcsatorna-kölcsönhatás és a graftrögzítés (119). A graft és a csontcsatorna kölcsönhatása során az egyes rögzítéstípusoknál különbözhet a csatorna falához való kompresszió mértéke és hossza, ami szintén befolyásolhatja a beépülést. A rögzítés szükséges erősségének kialakulása függ a graft és a csontcsatorna egymáshoz kapcsolódó felszínének a kiterjedésétől is (103). Emellett a különböző rögzítések eltérő módon és helyen kapcsolódnak a grafthoz, pl. az interferencia csavar közvetlen spongiosa csonthoz, míg az endobutton kortikális csonthoz kapcsolódik. Egyes vizsgálatok szerint a csontblokk beépülése a csontcsatornába gyorsabb, mint az ínak beépülése (108,124), de az alapkutatások ebben a témában még nem egyértelműek. Az állatkísérletek alapján nincs egyértelmű bizonyíték arra, hogy a csontblokk beépülése gyorsabb, mint a lágyszövet gyógyulása a csontcsatornába. A testsúlyterhelés és a rehabilitációs torna növeli az igénybevételt, így erre az új szalagnak reagálnia kell. Laboratóriumi vizsgálatok szerint még alacsony ciklikus terhelés (110N alatt) is a graft csontcsatornájának nyíróterhelését okozza (26), ami pl. a csontcsatorna kiszélesedéséhez vagy a graft károsodásához vezethet. 4.2.3. A csontblokk rögzítésének módszerei Amennyiben patellaín- vagy a quadricepsín-graftokat használunk, lehetőségünk van a csontblokk rögzítéshez való felhasználására. Ennek előnye, hogy a csontblokk beépülése a 25
csontcsatornába gyorsabb, mint a lágyszövet beépülése. További előny, hogy a rögzítés az ízületi síkhoz közel történik, így csökken a graft mozgása a csontcsatornában, ami egyes szövődmények okaként szerepelhet. Hátrányaként elsősorban a kivételi hely posztoperatív elváltozásait, valamint a nagyobb feltárást és az adott graftméretet említik. 4.2.3.1. Interferenciacsavar A jelenleg használt interferencia csavaros rögzítések szakítószilárdsága és merevsége a mindennapi élethez és a progresszív rehabilitációhoz megfelelő (31,126). A rögzítést elsőként Lambert írta le (77). Kurosaka és munkatársai, -akik már valódi interferencia csavart használtak- a nagyobb átmérőjű (9 mm) csavarok nagyobb szakítószilárdságát mutatták ki (76). Napjainkban a 7-9 mm átmérőjű és a legalább 20 mm hosszú interferencia csavar alkalmazása a legelfogadottabb. Kimutatták, hogy a tibialis rögzítésnél a 9 mm-es csavar kiszakítószilárdsága meghaladja a 7mm-es interferencia csavarét, míg femoralisan a két csavar között nincs szignifikáns az eltérés (70). Ennek a különbségnek a hátterében a tibia proximális epiphysis csontállományának kisebb csontsűrűsége áll. Az több szerző által is elfogadott, hogy a csavar 20 mm-nél nagyobb hossza nem befolyásolja a rögzítés erősségét (13,65), míg Black eredményei szerint a rövidebb (12,5 ill. 15 mm) csavarok is hasonló erővel rögzítenek (19). Az interferenciacsavaros rögzítés erősségét a csontblokk és a furat fala közötti tér valamint a csavarátmérő kölcsönhatása szintén befolyásolja. Butler sertéseken végzett biomechanikai tanulmányában kimutatta, hogy amennyiben ez hézag 1-2 mm-es, ugyanakkora szakítóerőt eredményez egy 7 mm-es csavarral, mint egy 3-4 mm-es hézag 9 mm átmérőjű csavarral (30). Shapiro ugyanakkor szarvasmarha térdeket vizsgálva nem talált szignifikáns különbséget a 7 és a 9mm-es csavarok rögzítőereje között (115). Nagyobb csontfurat-csontblokk méretkülönbség vagy rosszabb minőségű csont esetén csontpótlás alkalmazása is javíthat a rögzítőerőn. A posztoperatív röntgenfelvételek elemzése szerint a csavar és a csontblokk divergenciája nem ritka, ennek nincs jelentős klinikai vonatkozása (79). Dworsky és munkatársai az endoszkóposan behelyezett interferencia csavar ék szerepét is leírták, és bizonyították, hogy ez femoralisan hatékonyan akadályozza meg a csontblokk ízületbe való 26
visszacsúszását (41). Amennyiben a csavarnak a femoralis csontblokkal bezárt szöge 20 foknál nagyobb, az szignifikánsan csökkent kiszakítószilárdságot okozott a biomechanikai tesztek során (67). Fanelli és munkatársainak klinikai vizsgálatai azonban azt bizonyították, hogy az endoszkóposan behelyezett interferencia csavarok 20 foknál nagyobb divergenciája sem okozott rögzítési elégtelenséget (43). Az interferencia csavar klinikai sikerei ellenére gyakran számolnak be -általában megelőzhető- szövődményekről. Ellentétes húzás a csontblokk öltésén keresztül csökkentheti a graft csontfuratban való elmozdulását és ezzel a graft lazulását az interferencia csavar behelyezése során. A csavar behelyezésekor a menetek éles széle károsíthatja a csontblokk öltését vagy magát a graftot, amelynek kedvezőtlen klinikai hatásai is lehetnek. A fonal károsodása elkerülhető a csontblokk lyukain átvezetett cerclage drót használatával, a graft súlyos mértékű károsítása pedig más graft alkalmazását kívánhatja meg. A csontblokk intraoperatív törése szintén előfordulhat, ami a rögzítés módosítására kényszeríthet. Seitz és munkatársai ezeknek a szövődményeknek a megelőzése céljából fejlesztettek ki egy új interferencia alapú rögzítő eszközt (spreadable bolt = széttáruló csavar), melynek biomechanikai tesztelése is kedvező értékeket mutatott; femoralisan 920N, tibialisan 635N kiszakítóerővel (113). Beynnon és Amis szerint a maximális terhelhetőséget mérő vizsgálatok mindössze a graftrögzítés felső határát határozzák meg (18). Ez hasznos információ például egy sérülés meghatározására. Az operált térd agresszív rehabilitációja során tehát a graftot, valamint a rögzítést szubmaximális, ismétlődő erőbehatások érik, így több információ nyerhető ciklikus vizsgálatok elvégzése révén (71). 4.2.3.2. Felszívódó interferenciacsavar Az orvosi szóhasználatban a felszívódó kifejezést alkalmazzák azoknak az anyagoknak a jellemzésére, amelyek szétbomlanak, majd kiválasztódnak a beültetést követően. Az ortopédiában felszívódó anyagokat az elmúlt 3 évtizedben használtak. A keresztszalag sebészetben jelenleg több, különböző polimer alapanyagot tartalmazó, felszívódó 27
interferencia csavar használatos. Nagyszámú vizsgálat történt ezek biomechanikai tulajdonságairól és alkalmazásukkal nyert klinikai tapasztalatokról (1,106,111,130). A felszívódó implantátumoknak számos előnye ismert a fémanyagokhoz képest. A fémek zavarják a mágneses rezonancia vizsgálatot, amely szükséges lehet egy esetleges újrasérülés diagnosztikájában. További hátrány az esetleges revíziós sebészeti beavatkozás során okozott nehézség, illetve a fémeltávolítás szükségessége (10,36). A keresztszalag sebészetben a felszívódó interferencia csavarok talán legnagyobb előnyének a revízió zavartalanságát mondhatjuk. Ez különösen fontos, mivel a revíziók száma drámaian megemelkedett az elmúlt néhány évben (27). A keresztszalag sebészetben a másik előny a graft károsításának kisebb valószínűsége a csavar becsavarása alatt, ami a fémcsavarok alkalmazásakor a menetek éles széle által bekövetkezhet (88). Humán kadáver, illetve állatkísérletekben összehasonlították a felszívódó és a titán interferencia csavarok kezdeti rögzítő erejét csont patellaín csont graftok alkalmazásával. Ugyanezen grafttípus rögzítésére használt felszívódó csavarok első klinikai használatáról először az 1990-es évek közepén számoltak be. A felszívódó és a fém interferencia csavarok összehasonlítására a napjainkig elvégzett klinikai utánvizsgálatok azt igazolták, hogy a csont patellaín csont grafttal végzett elülső keresztszalag-pótlások eredményeiben nincs szignifikáns különbség (1,12,90). 4.2.3.3. EndoButton Az EndoButton, melyet elsősorban lágyszövetgraftok femoralis rögzítésére terveztek, a csontblokk femoralis rögzítésére elsősorban annak előzetes technikai hibája esetén alkalmazzák. Rutinszerűen a femoralis csontblokk rögzítésénél az interferencia csavaros rögzítést részesítjük előnyben, de pl. a furat hátsó falának elégtelensége esetén az Endobutton jó alternatív megoldást jelenthet. Az újabban alkalmazott szintetikus kapcsolóanyagok (tape) az Endobutton és a csontblokk között a vizsgálatok szerint kedvezően befolyásolták a szakítószilárdságra és a merevségre vonatkozó biomechanikai adatokat (25). 4.2.3.4. Mitek Anchor 28
A Mitek Anchor (Mitek, Westwood, Massachusetts), ami egy négy foggal bíró horgony, az Endobuttonhoz hasonlóan fonallal vagy tape-pel rögzül a grafthoz. Elsősorban lágyszövetek csonthoz való rögzítéséhez fejlesztették ki. Alkalmazható a femoralis csontblokk rögzítésnél is, elsősorban szövődmények, például a furat hátsó falának sérülése esetén. A szakítószilárdságát és a merevség tekintetében a Mitek és az Endobutton között nem találtak szignifikáns különbséget (25). 4.2.3.5. Press-fit A technika leírása Hertel nevéhez fűződik (57). A femoralis press-fit rögzítés számos előnnyel bír az eddig alkalmazott rögzítési típusokkal összehasonlítva. Malek és munkatársai az interferencia csavaros rögzítés szövődményeinek kiküszöbölése céljából mutatták be a femoralis csontblokk press-fit rögzítésével szerzett tapasztalataikat (84), míg például Cosgarea az interferencia csavar eltávolításának nehézségei miatt javasolták a press-fit rögzítés alkalmazását (36). Az idegenanyag nélküli rögzítések közül itt kell megemlítenünk a Kuhne által javasolt implantátum nélküli rögzítési technikát (bone blocking) is (75). Ennek során a csontcsatorna két részből áll, egy a csontblokkal megegyező és egy kisebb átmérőjű furatból. Így a kívülről behúzott graft csontblokkja elakad a vékonyabb furatnál, megakadályozva ezzel a graft ízület felé továbbcsúszását. Mérései szerint a rögzítés nagyobb primer szakítószilárdságot eredményez (570 N), mint az interferencia csavaros technika (402 N). 29