Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Elena de Ferrari

 

Biomechanischer Mechanismus der Stabilisierung eines kombinierten Knochen/Sehnentransfers (Latarjet Methode) zur offenen Schulterstabilisierung bei knöchernem Glenoiddefekt

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-102914

title (engl.)

Biomechanical investigation of the stabilization principle of the Latarjet procedure

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/ferrarie_ss13.pdf

abstract (deutsch)

Der Stabilisierungsmechanismus der Latarjet Methode beruht auf drei Faktoren: Der knöchernen Stabilisierung durch das Korakoid-Segment, einem „Schlingen- oder Hängematteneffekt“ durch die versetzten CJT und eine Verstärkung der anterioren Kapsel durch den Transfer des CAL. Da mittlerweile mehrere Modifikationen dieses Verfahrens existieren und arthroskopische Techniken der Latarjet Methode eingeführt wurden, ist es wichtig zu wissen welche stabilisierende Wirkung die verschiedenen Operationskomponenten haben. Demzufolge war es Ziel der vorgelegten Studie, die biomechanische Bedeutung der einzelnen Operationskomponenten der Latarjet Technik bezüglich der Stabilisierung zu bestimmen. Hierbei wurde besonders die Rekonstruktion der anterioren Kapsel mit dem versetzten CAL und die Notwendigkeit einer intakten Subskapularissehne untersucht. Unsere Hypothese war, dass die Rekonstruktion der anterioren Kapsel eine signifikante Auswirkung auf die Stabilisation des Schultergelenks haben wird und, dass die Latarjet Methode ihren stabilisierenden Effekt verlieren wird, wenn die Subskapularissehne gerissen ist.

Für die Studie wurden zwölf humane Schulterpräparate biomechanisch untersucht. Nach Testung des Schultergelenks im intakten Zustand wurde arthroskopisch ein kombinierter anteriorer Glenoid- und Kapseldefekt gesetzt. Anschließend wurde die offene Technik der Latarjet Operation an den Schultern mit der entsprechenden Defektkonstellation durchgeführt. Die Stabilisierung wurde mit und ohne Aufbringung einer Kraft von 10 N auf die CJT getestet. Danach wurden die Schulterpräparate in zwei Gruppen eingeteilt und die Latarjet Operation wurde schrittweise aufgelöst: Auflösung des CAL-Transfers und Durchtrennung der CJT (Gruppe A); Reduktion des Korakoid-Segments und Durchtrennung der Subskapularissehne (Gruppe B). Nach jedem Zustand wurden die glenohumeralen Translationen in anteriorer, inferiorer und antero-inferiorer Richtung bei einer Provokationskraft von 30 N jeweils in zwei Positionen gemessen: In 60° glenohumeraler Abduktion mit 60° Außenrotation und neutraler Rotation des Armes. Die Messungen erfolgten mittels eines roboterassistierten Schultersimulators.

Die Latarjet Technik mit einer Kraftapplikation auf die CJT führte im Vergleich zum Defektzustand in beiden gemessenen Positionen und allen Richtungen zu einer signifikanten Reduktion der Translation. In Gruppe A führte die Auflösung des CAL-Transfers zu einem signifikanten Anstieg der anterioren Translation (+ 5 mm, p=0,003) und der inferioren Translation (+ 7,3 mm, p=0,025) in neutraler Rotation und der anterioren Translation in  60° Außenrotation (+ 4,4 mm, p=0,034).  In Gruppe B führte die Reduktion des Korakoid-Segments bis auf die Korakoid-Spitze zu einem signifikanten Anstieg nur der anterioren Translation in Abduktion und 60° Außenrotation (+ 4,5 mm, p=0,05). Demgegenüber führte die Durchtrennung der Subskapularissehne zu einem signifikanten Anstieg aller gemessenen Translationen mit Ausnahme der inferioren Translation in neutraler Rotation.

Diese Studie zeigte, dass die Rekonstruktion der anterioren Kapsel wesentlich zum stabilisierenden Effekt der Latarjet Methode beiträgt. Eine defekte Subskapularissehne dagegen hebt die  stabilisierende Wirkung der Operation auf.

Aus den Ergebnissen kann gefolgert werden, dass die Latarjet Methode mit einer Rekonstruktion der anterioren Kapsel, beispielsweise mittels Transfer des CAL, anzuraten ist. Außerdem ist der Transfer des gesamten Korakoid-Segments und nicht nur der Spitze des Korakoids sinnvoll. Als Voraussetzung für die Durchführung des Verfahrens muss eine intakte Subskapularissehne gefordert werden.

Vergleichbar mit der Latarjet Methode beim Menschen wird zur chirurgischen Stabilisierung der lateralen und medialen rezidivierenden Schultergelenksluxation beim Hund der Transfer der Sehne des M. biceps brachii beschrieben. Im Falle einer medialen Luxation wird die Sehne nach medial versetzt. Im Falle einer lateralen Luxation wird die Sehne auf die laterale Seite des Tuberculum majus transferiert. Die Bizepssehne stabilisiert das Schultergelenk indem sie als Kapselaugmentation funktioniert und ohne die physiologische Funktion des M. biceps brachii zu beeinträchtigen.

Die Schulterinstabilität des Menschen und die verschiedenen Therapiemöglichkeiten sind intensiver erforscht als in der Tiermedizin. Die Ergebnisse aus den humanen biomechanischen Studien wurden auf die Tiermedizin übertragen und haben bereits zu wichtigen Erkenntnissen und  zu der Weiterentwicklung von Therapieansätzen beim Kleintier geführt, was anhand der Ergebnisse der eigenen Studie bestätigt werden kann.

Wir stimmen der Empfehlung mehrerer Autoren zu, eine zusätzliche Verstärkung der Gelenkskapsel durchzuführen. Außerdem zeigt uns unsere Studie, dass bei Vorliegen einer Erosion des Labrum glenoidale, auch beim Kleintier die Möglichkeit einer zusätzlichen knöchernen Stabilisierung in Betracht gezogen werden sollte. Schließlich nehmen wir an, dass eine intakte Subskapularissehne ebenfalls beim Kleintier entscheidend ist für eine erfolgreiche Stabilisierung.

 

abstract (englisch)

The Latarjet procedure is known to provide its stabilizing effect by three contributing factors: bony stabilization by the transferred coracoid graft, sling effect by the CJT and capsuloplasty by the CAL. Since many modifications of the procedure exist and arthroscopic Latarjet techniques have been introduced, which renounce to the capsule reconstruction by the transferred CAL, it is important to know, which mechanism provides the main stabilizing effect. Therefore the purpose of the study was to determine the biomechanical status of the different components of the Latarjet procedure. Thereby the anterior capsule reconstruction by the transferred CAL and the necessity of an intact subscapularis tendon were particularly assessed. We hypothesized that the anterior capsule reconstruction will have a significant stabilizing effect and that the Latarjet procedure will not be effective anymore if the subscapularis tendon is deficient.

Biomechanical testing of twelve human shoulder specimens was performed. After testing of the intact joint a combined anterior glenoid and capsule defect was set arthroscopically. Then the Latarjet procedure was performed using an open approach and tested with and without loading of the CJT (10 N). Afterwards the specimens were distributed to two groups and the Latarjet technique was reduced stepwise: dissection of the CAL and cut of the CJT (group A); reduction of the coracoids segment and cut of the subscapularis tendon (group B). Translational movement was tested in the anterior, inferior and antero-inferior direction each with a passive humerus load of 30 N. Biomechanical testing was performed for each condition in two positions: 60° of glenohumeral abduction with neutral rotation and with 60° of external rotation.

The Latarjet technique with load applied to the CJT significantly reduced translation compared to the defect condition for all tested positions in all directions. In group A the dissection of the CAL resulted in a significant increase of anterior translation (+ 5 mm, p=0,003) and inferior translation (+ 7,3 mm, p=0,025) in neutral rotation and of anterior translation in 60° of external rotation (+ 4,4 mm, p=0,034). In group B the reduction of the coracoid bone down to the coracoids tip resulted in a significant increase only of anterior translation in abduction and 60° of external rotation (+ 4,5 mm, p=0,05). In contrast the cut of the subscapularis tendon resulted in a significant increase of translation in all but the inferior translation in the neutral rotation.

Regarding our test results the conclusion of this study is that the anterior capsule reconstruction has a significant contribution to the stabilizing effect of the Latarjet procedure whereas a deficiency of the subscapularis tendon eliminates its effect.

We recommend to perform the Latarjet technique with an anterior capsule reconstruction (e.g. transfer of the CAL) and with a transfer of the coracoid bone block rather than a transposition of the coracoids tip. Further we revealed an intact subscapularis tendon as a necessary condition enabling a consistent stabilization.

Shoulder instability as it occurs in human shoulders can also be observed in small animals such as cats and dogs. In this case a surgical stabilization of the shoulder can be performed as well. The method is comparable to the Latarjet technique: the tendon of the biceps brachii muscle is transferred either medially or laterally, depending on the direction of the dislocation. The biceps tendon stabilizes the shoulder joint without affecting the physiological function of the biceps brachii muscle.

Shoulder instability and its treatment are much more investigated in humans than in small animals so far. The results of human biomechanical experiments have been transferred to veterinary medicine and have already led to important discoveries and the development of new therapeutic approaches in small animals.

The results of our study confirm that the basic stabilization mechanism is achieved by the transfer of the biceps tendon (CJT). We further agree with the recommendation of several authors to perform an additional reinforcement of the joint capsule. Furthermore in case of an erosion of the labrum glenoidale the possibility of an additional bony stabilization should be considered for the treatment of the small animals, too. Finally, we presume that an intact subscapularis tendon and rotator cuff is essential for a successful stabilization of the shoulder instability also in veterinary medicine.

 

keywords

Schulterinstabilität, Operation. Latarjet, shoulderinstability, stabilization

kb

2.269