Muskuloskeletale Belastungen im Schafshinterlauf: Mechanische Rahmenbedingungen der Heilung
✍ Scribed by M. O. Heller; G. N. Duda; R. M. Ehrig; H. Schell; P. Seebeck; W. R. Taylor
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 2005
- Tongue
- English
- Weight
- 158 KB
- Volume
- 36
- Category
- Article
- ISSN
- 0933-5137
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✦ Synopsis
Wa ¨hrend das Schaf ein Standardmodell fu ¨r die Analyse der biologischen Heilungsprozesse nach chirurgischer Versorgung an Knie und Unterschenkel ist, wurden die in vivo wirkenden tibio-femoralen Gelenkkontaktkra ¨fte sowie die daraus resultierenden muskuloskeletalen Belastungen bisher nicht im Detail untersucht.
In dieser Studie wurde die dreidimensionale Bewegung des Schafhinterlaufes mit reflektierenden Markern, die an stabil im Knochen verankerten Schanz'schen Schrauben angebracht wurden, aufgezeichnet. Auf Grundlage der zeitgleich erfassten a ¨ußeren Belastungen wurden die Muskel-und Gelenkkontaktkra ¨fte und die daraus resultierenden inneren Belastungen von drei Schafen berechnet. Wa ¨hrend die Bewegungen vornehmlich in der Sagittalebene erfolgten, konnte insbesondere an Hu ¨ft-und Kniegelenk ein signifikantes, aktives Bewegungsausmaß auch außerhalb dieser Ebene beobachtet werden (Ab/Adduktion Hu ¨fte: 13 , Knie: 10 ; Innen/ Außenrotation Hu ¨fte: 12 , Knie: 14 ). Die axiale Komponente der tibio-femoralen Kontaktkraft betrug das 2,1-fache Ko ¨rpergewicht (BW). Die medio-lateraleren bzw. anterior-posterioren Scherkra ¨fte beliefen sich dagegen nur auf das 0,7-fache Ko ¨rpergewicht. Unter physiologischen muskuloskeletalen Bedingungen war die Belastung in der Diaphyse der Tibia im wesentlichen durch axiale Kompression (0,89 BW), bei nur geringen Scherkra ¨ften (0,15 BW) gekennzeichnet.
Die Ergebnisse der hier berichteten muskuloskeletalen Analysen erweitern das Versta ¨ndnis der mechanischen Belastungsbedingungen im Schaf. Daraus ergeben sich neue Ansa ¨tze fu ¨r die Interpretation von Studien an der Schafstibia und deren Bedeutung fu ¨r die klinische Situation des humanen Patienten.
Schlu ¨sselworte: Muskuloskeletale Belastungen, Gelenkkinematik, Gelenkkontaktkra ¨fte, Innere Belastungen, Schaf Although the sheep is a standard model for the analysis of biological healing processes after surgical intervention at the knee and shank, the in vivo tibio-femoral joint contact forces and the resulting musculoskeletal loading conditions have yet to be studied in detail.
The three-dimensional kinematics of three Merino-mix sheep right hind limbs were recorded using reflective markers that were attached to Schanz' screws, firmly anchored in the bone. This motion data was used together with the simultaneously measured external loading (ground reaction forces) to calculate the muscle and joint contact forces, as well as the internal loads within the bones. Whilst the motion mainly occurred in the sagittal plane, significant out of plane motion was observed, especially at the hip and knee joint (ab/adduction hip: 13 , knee: 10 ; internal/external rotation hip: 12 , knee: 14 ). The axial component of the tibio-femoral contact force was 2.1 times body weight (BW). The mediolateral and anterior-posterior shear forces amounted to only 0.7 times BW. The loading in the diaphysis of the tibia under physiological musculoskeletal conditions was mainly axial compression (0.89 BW) together with only small shear forces (0.15 BW).
The results of the musculoskeletal analyses presented here add to the understanding of the mechanical loading conditions in sheep. This expanded knowledge aids in the interpretation of studies of the sheep tibia and their relevance for the clinical situation of the human patient.