Die hüftkopfzentrierenden Kräfte des Tractus iliotibialis bei variierendem Schenkelhalswinkel

Zusammenfassung

Studienziel: Über die biomechanischen Eigenschaften des Tractus iliotibialis gibt es in der Literatur unterschiedliche und gegensätzliche Angaben. Aufgrund dieser Tatsache war es das Ziel unserer Untersuchungen, die hüftkopfzentrierenden Kräfte des Tractus iliotibialis bei Gelenkmittelstellung, variierendem Schenkelhalswinkel des Hüftgelenks und verschiedenen Gelenkpositionen mittels Messendoprothese am unfixierten anatomischen Präparat zu untersuchen. Methode: Mittels einer eigens entwickelten Messendoprothese mit variablem Schenkelhalswinkel und Schenkelhalslänge sowie einer intra- und subligamentären Druckmessung in Höhe des Trochanter major wurde der Einfluss des Tractus iliotibialis für die hüftkopfzentrierenden Kräfte am unfixierten Präparat untersucht. Ergebnisse: Bei einer Vergrößerung des CCD-Winkels (Coxa valga) resultiert eine höhere Belastung des Hüftgelenks und bei einer Verkleinerung des CCD-Winkels (Coxa vara) resultiert eine geringere Belastung des koxalen Femurendes. Die Beugung des Kniegelenks führte zu einer Abnahme der Tractusspannung. Durch die Streckung des Kniegelenks und der daraus resultierenden Anspannung des Tractus iliotibialis kam es zu einer Verdreifachung der Kräfte in Höhe des Schenkelhalses. Bei Hüftflexion zeigte sich durch die relative Ventralisierung des Tractus iliotibialis zunächst eine Abnahme der hüftkopfzentrierenden Kräfte. Die intraligamentären Messungen des Tractus iliotibialis zeigten eine Zunahme der subligamentären Kraft bei Adduktion sowie einen Verlust der hüftkopfzentrierenden Wirkung des Tractus iliotibialis bei Abduktion des Hüftgelenks. Bei der Untersuchung der Veränderung der wirksamen Schenkelhalslänge mittels einer Messendoprothese mit variabler Schenkelhalslänge fiel eine deutliche Zunahme der axialen Kräfte im Schenkelhals und der daraus resultierenden Kräfte innerhalb der Hüftgelenkspfanne bei Verlängerung des Schenkelhalses auf. Schlussfolgerung: Die klinische Relevanz besteht in der Vorhersagbarkeit einer zu- oder abnehmenden Zuggurtungswirkung des Tractus iliotibialis in Abhängigkeit vom CCD-Winkel und der Bewegungsrichtung des Hüftgelenks. Die Messungen geben dem klinischen Anwender einen Richtwert für die zu erwartenden subligamentären Kräfte des Tractus iliotibialis und den daraus resultierenden hüftkopfzentrierenden Kräften. Der Einfluss der Schenkelhalsverlängerung für die Hüftkopfzentrierung durch den Tractus iliotibialis mit einer deutlichen Erhöhung der hüftkopfzentrierenden Kräfte verdeutlicht den Einfluss, den diese Maßnahme bei Umstellungsosteotomien des Hüftgelenks oder der Hüftendoprothetik hat.

Abstract

Aim: Concerning the biomechanical properties of the iliotibial tract different opinions can be found in the literature. Due to this fact it was the aim of this study to take measurements about the hip centralising forces of the iliotibial tract in a neutral position as well as in abduction, adduction and flexion of the hip joint at different femoral neck angles by using a custom-made hip prosthesis. Method: By using a custom-made measuring endoprothesis with the capability for adjusting different femoral neck angles and lengths and, furthermore, by measuring the intra- and subligamentous forces at the height of the greater trochanter, we measured the forces for validating the influence of the iliotibial tract for hip joint centralisation. Results: By increasing the CCD angle (coxa valga) a higher load on the hip joint results. By decreasing the CCD angle (coxa vara) a lowering of the coxalfemoral load results. Flexion of the knee joint leads to a decrease of the iliotibial tract tension. By extension of the knee joint and resulting tightening of the iliotibial tract, a triplication of the forces at the femoral neck was measured. Flexion of the hip joint exerted a ventralising of the iliotibial tract with an initial decrease of the centralising hip forces. Subligamentous measurement of the iliotibial tract showed increasing forces upon adduction as well as decreasing forces upon abduction of the hip joint. In the investigations about the forces with various femoral neck lengths, we saw a considerable increase by lengthening the femoral neck and resulting higher forces in the acetabulum. Conclusion: The clinical relevance of these results concerns the predictability of the in- or decreasing tension band wiring effect of the iliotibial tract in correlation to the CCD angle and the direction of motion of the hip joint. The measurements give the clinical users a benchmark for the expected subligamentous forces of the iliotibial tract and the resulting hip centralising forces. The influence of the lengthening of the femoral neck for the hip centralising forces clarifies the importance of the iliotibial tract when planning displacement osteotomies or hip joint replacement.

Schlüsselwörter

Endoprothese - Hüftgelenk - Schenkelhalswinkel - Tractus iliotibialis - Umstellungsosteotomie

Key words

displacement osteotomy - endoprosthesis - femoral neck angle - hip joint - iliotibial tract

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