Analysis of the Biomechanical Behavior of an Animal Model of Triple Hamstring Graft Configuration for Combined ACL and ALL Reconstruction with a Single Femoral Tunnel and a Single Strand for ALL Reconstruction

TL;DR

This study tests a new hamstring graft configuration for knee ligament reconstruction in a pig model, finding it biomechanically viable.

Contribution

A novel triple-braided hamstring graft configuration for combined ACL and ALL reconstruction is proposed and biomechanically validated.

Findings

Braided triple grafts showed similar peak forces to quadruple grafts.

Braiding increased graft diameter by 9% to 14% and caused 4% to 8% shortening.

The triple-braided configuration is biomechanically viable for clinical use.

Abstract

Objective
 To describe and biomechanically test a configuration, in an animal model that simulates the triple hamstring graft for combined anterior cruciate ligament (ACL) and anterolateral ligament (ALL) reconstruction, with a single femoral tunnel and a single strand for ALL reconstruction.

Methods
 Deep flexor porcine tendons were used as the graft and fixed with titanium interference screws in a polyurethane block. The samples were divided into 3 groups: group 1 (control) – with a quadruple graft; group 2–with a simple triple graft; and group 3–with a braided triple graft. The tests were conducted using an EMIC DL 10000 (Instron Brasil Equipamentos Científicos Ltda., São José dos Pinhais, PR, Brazil) electromechanical universal testing machine.

Results
 The samples in groups 1, 2, and 3 obtained mean peak forces of 816.28 ± 78.78 N, 506.95 ± 151.30 N, and 723.16 ± 316.15 N, respectively. In Group 3, braiding increased graft diameter by 9% to 14%, and caused a shortening of 4% to 8% compared with group 1, with an average peak force increase of ∼ 200 N (
p
 < 0.05). Regarding peak forces, there was no statistically significant difference between groups 1 and 3, indicating that quadruple and braided triple grafts showed similar strength results.

Conclusion
 The triple-braided hamstring graft configuration for combined ACL and ALL reconstruction with a single femoral tunnel and a single strand for ALL reconstruction may become a biomechanically viable solution, with potential clinical application.

Objetivo
 Descrever e testar biomecanicamente uma configuração, num modelo animal que simula o enxerto triplo de isquiotibiais para a reconstrução combinada do ligamento cruzado anterior (LCA) e do ligamento anterolateral (LAL), com apenas um túnel femoral e somente uma “perna” para a reconstrução do LAL.

Métodos
 Tendões flexores profundos de suínos foram utilizados como enxerto e fixados com parafusos de interferência de titânio num bloco de poliuretano. As amostras foram divididas em 3 grupos: grupo 1 (controle) – com enxerto quádruplo; grupo 2 – com enxerto triplo simples; e grupo 3–com enxerto triplo trançado. Os testes foram realizados com uma máquina universal de ensaios eletromecânica EMIC DL 10000 (Instron Brasil Equipamentos Científicos Ltda., São José dos Pinhais, PR, Brasil).

Resultados
 As amostras dos grupos 1, 2 e 3 alcançaram forças de pico médias de 816,28 ± 78,78 N, 506,95 ± 151,30 N e 723,16 ± 316,15 N, respetivamente. No Grupo 3, o trançado aumentou o diâmetro do enxerto entre 9% e 14%, e causou um encurtamento de 4% a 8% em comparação ao grupo 1, com um aumento médio da força de pico de ∼ 200 N (
p
 < 0,05). Não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos 1 e 3 com relação às forças de pico, o que indica que os enxertos quádruplos e triplos trançados apresentaram resultados de força semelhantes.

Conclusão
 A configuração do enxerto de isquiotibiais com trança tripla para a reconstrução combinada do LCA e do LAL com um só túnel femoral e uma só “perna” para a reconstrução do LAL pode se tornar uma solução biomecanicamente viável, com potencial aplicação clínica.

Figures