Tendon–bone contact pressure and biomechanical evaluation of a modified suture-bridge technique for rotator cuff repair

The aim of the study was to evaluate the time-zero mechanical and footprint properties of a suture-bridge technique for rotator cuff repair in an animal model. Thirty fresh-frozen sheep shoulders were randomly assigned among three investigation groups: (1) cyclic loading, (2) load-to-failure testing, and (3) tendon–bone interface contact pressure measurement. Shoulders were cyclically loaded from 10 to 180 N and displacement to gap formation of 5- and 10-mm at the repair site. Cycles to failure were determined. Additionally, the ultimate tensile strength and stiffness were verified along with the mode of failure. The average contact pressure and pressure pattern were investigated using a pressure-sensitive film system. All of the specimens resisted against 3,000 cycles and none of them reached a gap formation of 10 mm. The number of cycles to 5-mm gap formation was 2,884.5 ± 96.8 cycles. The ultimate tensile strength was 565.8 ± 17.8 N and stiffness was 173.7 ± 9.9 N/mm. The entire specimen presented a unique mode of failure as it is well known in using high strength sutures by pulling them through the tendon. We observed a mean contact pressure of 1.19 ± 0.03 MPa, applied on the footprint area. The fundamental results of our study support the use of a suture-bridge technique for optimising the conditions of the healing biology of a reconstructed rotator cuff tendon. Nevertheless, an individual estimation has to be done if using the suture-bridge technique clinically. Further investigation is necessary to evaluate the cell biological healing process in order to achieve further sufficient advancements in rotator cuff repair

Tendon-bone contact pressure and biomechanical evaluation of the tendon-bone interface by using a modified suture-bridge technique for rotator cuff repair in an animal model

Ziel: Trotz einer bereits breiten klinischen Anwendung der sogenannten Fadenbrücken-Technik in der täglichen Praxis, sind biomechanische und morphometrische Daten zu diesem Thema in der Literatur spärlich. Ziel dieser Studie war es daher anhand zyklischer und maximaler Belastungstests sowie Druckmessungen, Aufschluss über die biomechanischen und morphometrischen Eigenschaften einer sogenannten Fadenbrücken-Technik zum Zeitpunkt Null zu erhalten.Material und Methoden: Dafür wurde bei 30 post mortem Schafsschultern die Infraspinatussehne vom Humerus abgelöst, und randomisiert in drei Testgruppen eingeteilt: (1) zyklischer Belastungstest, (2) maximaler Belastungstest jeweils mittels einer Materialprüfmaschine (Typ Zwick-Roell) und (3) Druckmessung mittels eines drucksensitiven Messfoliensystems (FUJIFILM©). Die Refixation der durchtrennten Infraspinatussehne erfolgte mit Hilfe der sogenannten Fadenbrücken-Technik unter Verwendung von LASA-DR-Schrauben© und Polyethylenfäden der Stärke 2. Beim zyklischen Belastungstest (10 bis 180 N)der jeweiligen Sehnen-Knochen-Verbindung wurde die Anzahl der Zyklen bis zum Auftreten einer Dehiszenz der Sehne von 5 bzw. 10 mm, sowie die Art des Versagens des Konstrukts dokumentiert. Der maximale Belastungstest erfolgte bis zum Versagen der Sehnen-Knochen-Verbindung mit Aufzeichnung der maximalen Ausreißfestigkeit und Bestimmung der Steifigkeit. Der durchschnittliche Druck der refixierten Sehne auf den Knochen wurde mit Hilfe eines drucksensitiven Messfoliensystems evaluiert.Ergebnisse: In Gruppe (1) hielten alle Präparate 3000 Zyklen stand und in keinem Fall wurde eine Dehiszenz der Sehne von 10 mm erreicht. Die Anzahl der Zyklen bis zu einer Dehiszenz der Sehne von 5 mm betrug im Mittel 2884,5 ± 96,8. Die maximale Ausreißfestigkeit (Gruppe (2)) betrug im Durchschnitt 565,8 ± 17,8 N, die Steifigkeit konnte mit 173,7 ± 9,9 N/mm verzeichnet werden. In allen Fällen konnte ein Durchschneiden der Fäden durch das Sehnengewebe als Versagensursache beobachtet werden. Der Druck (Gruppe (3)) der durch die Fadenbrücken-Technik am Kontakt der Sehne zum Knochen ausgeübt wurde, lag bei durchschnittlich 1,19 ± 0,03 MPa.Zusammenfassung: Die Ergebnisse dieser in-vitro-Untersuchung zeigen, dass die untersuchte modifizierte Fadenbrücken-Technik im Vergleich mit den bisher in der Literatur publizierten Ergebnissen eine hohe Primärstabilität mit einer niedrigen Dehiszenz der Sehne gegenüber zyklischen sowie monotonen Belastungsspitzen bietet. Zudem konnte nachgewiesen werden, dass durch die Fadenbrücken-Technik die native Insertionsfläche der Sehne wiederhergestellt werden kann. Weiter zeitabhängige in-vivo-Untersuchungen sind jedoch erforderlich um den Nachweis einer günstigeren Sehnen-Knochen-Einheilung zu erbringen und so ein besseres klinisches Resultat bei der Fadenbrücken-Technik zu erzielen