Biomechanik des Meniskus und seiner Verankerung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Menisken im Knie sind wichtige Gelenkbestandteile, die zum Schutz des Gelenkknorpels die Kraftübertragung zwischen Ober- und Unterschenkelknochen optimieren. In diesem Forschungsvorhaben sollten Wissenslücken zur Biomechanik dieser komplex aufgebauten faserknorpeligen Strukturen geschlossen werden. So konnten die biomechanischen Eigenschaften und auch erstmalig das Reibungsverhaltens von Menisken experimentell ermittelt werden. Dabei ergab sich überraschenderweise, dass der Meniskus unter bestimmten Bedingungen einen wesentlich geringeren Reibungskoeffizienten aufweist als Gelenkknorpel. Weiterhin konnten zum ersten Mal die Zugkräfte, die in den Bändern, mit denen die Menisken im Gelenk befestigt sind, ermittelt werden. Es zeigte sich, dass hier unter alltäglichen Belastungen und Bewegungen nur geringe Kräfte auftreten, die weit unter der maximalen Belastbarkeit der Bänder liegen. Es wird vermutet, dass stoßförmige, dynamische Gelenkbelastungen, wie sie z.B. beim Sport auftreten, zu wesentlich höheren Kräften führen, was in einem Anschlussvorhaben untersucht werden soll. Da Teile der Menisken nach Verletzungen häufig chirurgisch entfernt werden, wurde zusätzlich untersucht, wie sich solche Teilresektionen auf den Kraftübertragungsmechanismus im Kniegelenk auswirken. Wie auch schon andere Studien gezeigt haben, steigt der Kontaktdruck ab einer bestimmten Menge entfernten Meniskusgewebes stark an, was häufig zu frühzeitigem Gelenkverschleiß führt. Noch nicht bekannt war, dass die Kräfteverhältnisse im Meniskus und seiner Verankerung sich dabei sehr stark verändern können. Die Ergebnisse des Forschungsprojektes haben gezeigt, dass die Entwicklung eines Meniskusersatzmaterials von hoher Bedeutung ist, haben sie doch bestätigt und durch neue Erkenntnisse unterstrichen, dass schon der Verlust von Teilen des Meniskus zu wesentlichen Veränderungen der Kraftübertragung im Kniegelenk führen kann. Langfristig folgt daraus die Entwicklung einer Gelenkarthrose bis hin zur Notwendigkeit des künstlichen Gelenkersatzes.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Die anterioren meniskotibialen Ligamente: Kräfte unter verschiedenen Lastsituationen. Der Orthopäde. 2012;41(4):288-297
Seitz AM, Kasisari R, Lubomierski A, Ignatius A, Dürselen L
- Effect of partial meniscectomy at the medial posterior horn on tibiofemoral contact mechanics and meniscal hoop strains in human knees. J Orthop Res. 2012;30(6):934-942
Seitz AM, Lubomierski A, Friemert B, Ignatius A, Dürselen L
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/jor.22010) - Forces acting on the anterior meniscotibial ligaments. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2012;20(8):1488-1495
Seitz A, Kasisari R, Claes L, Ignatius A, Dürselen L
- Impact of measurement errors on the determination of the linear modulus of human meniscal attachments. J Mech Behav Biomed Mater. 2012;10:120-127
Seitz AM, Wolfram U, Wiedenmann C, Ignatius A, Dürselen L
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2012.02.027)
