現在の研究では、膝蓋腱縫合修復のブタモデルにおける様々な繰返し負荷条件の機械的特性について議論している。 腱修復後の定期的な動きやリハビリ活動を表すために、周期的な負荷試験が使用されてきました。 平均ギャップ変形，残留変形および累積変位のパラメータを用いて縫合結果を記述した。 特定のサイクルでのギャップ変形は縫合糸の安定性を表し、残留変形は非負荷状態での縫合糸の緩みを示しています。 累積変位は、様々な修復技術を比較するために使用することができる縫合技術の総緩みを表します。 さらに、ほとんどの調査は250の周期の下でローディングを適用し、報告された総延長の長さだけ。 これらのデータは、基準値を提供し、最終的に外科医やセラピストが手術後のリハビリプログラムを設定するのに役立ちます縫合技術の特性を理解す
繰返し載荷試験中に、結び目の滑り、縫合糸の変形、粘弾性特性、および腱の弾性応答が変位に寄与する可能性がある。 初期サイクルでの変形は<5mm（臨床障害）であったが、我々の研究では、最大のギャップ変形と残留変形が初期荷重で発見された。 腱修復後の早期動員とリハビリが強調されている。 リハビリ中の適切な負荷とより強い修復は、腱の再破裂または接着を防止するために重要である。 以前の研究では、臨床的障害が容易に現れ（平均約12回の負荷サイクル）、その後、縫合のみで膝伸筋機構修復の遅れにつながることが報告されている。 増強を伴うけん修復は、再破裂のリスクを低下させ、リハビリプログラムの加速を助けるために、より強い安定性を提供することができる。
Schliemann et al. 膝蓋腱修復の生体力学的特性を増強と比較するために、ブタモデルにおける負荷対故障試験およびサイクリックローディングランプ（60N、120N、180N、および240n）プロトコルを設計した。 4つの負荷は300の周期のために加えられ、1200の周期の合計は循環テストで完了しました。 負荷に失敗のテストで報告された最大負荷はケーブルワイヤー、polydioxanoneの縫合線および縫合線のアンカーとの腱修理のためのおよそ538N、445Nおよび344N、それぞれ 1200サイクリックローディング後の総伸びは、それぞれ、ケーブルワイヤ、ポリジオキサノン縫合糸、および縫合アンカー修理のための13.85、15.40、および20.09mmであった。 増強を伴う腱修復は、初期サイクル負荷時に単独でKrackow縫合よりも大きな負荷を許容することができるが、後の段階（600–1200サイクル）でより大きな負荷（180Nおよび240N）を適用することは、依然として腱修復障害につながる。 他の研究では、＃5Ethibond tendon repair plus wire、＃5FiberWire repair plus augmentation、および＃5Ethibond repair plus＃5FiberWire augmentationを含む3つの修復方法の特性を比較するためにウシモデルを使用しました。 静的な撤退テストでは、5つのmmのギャップの形成の平均負荷は増加の利点を支える115.6から91.2lbの範囲であった。 McKeon et al. ブタのアキレス腱におけるＫｒａｃｋｏｗステッチのいくつかの構成を比較し，二つ，四つ，または六つのロックループの間に統計的差は見られなかった。 別の研究で報告されたKrackow縫合糸の機械的強度は、Krackow No.5Ethibond縫合糸の二つの単一の行がNo.2Mersiline Bunnellステッチよりも大きな破壊強度を示したことを示した。 さらに，膝蓋骨折の固定にはエチボンド縫合のループ構成が用いられている。 Harrellら。 多数のループと18ゲージのステンレス鋼ワイヤー、MersileneおよびEthibondの特性を、比較するように生体外の調査を設計した。 彼らの研究の結果は、複数のNoの降伏強度が示された。 5つのEthibondの縫合線は18ゲージのステンレス鋼ワイヤーの強さに類似していました。 結果はまた腱修理のよりよい張力を提供できる現在の調査で使用される多数の縫合線を支えるかもしれません。 さらに、より良好な縫合安定性は、膝蓋骨の安定性を改善し、これは前膝の痛みを防止するであろう。
死体モデルにおける標準的な縫合修復、縫合増強、およびケーブル増強の間で250サイクル後のギャップ形成を比較した。 標準的な縫合修復は、最大の変位を示した（7。3ミリメートル）、縫合増強とケーブル増強は、それぞれ4.9と3.5ミリメートルの変位を表示したのに対し。 別の研究では、no.5Ethibond縫合糸とtranspatellar法を使用し、それぞれ3.4、5.5、7.3、および8.5ミリメートル1、10、100、および250サイクル後のギャップ変位を発見しました。 両方の研究における繰返し載荷試験は、膝の屈曲と完全な伸展の90°の間の膝の動きをシミュレートした。 滑車システムを用いたけんに適用される荷重は，骨-けん-骨動物モデルとは異なる。 ブタの後肢の運動範囲はヒトのそれよりも小さく，現在の研究の実験的設定は実際の傷害機構を表すことができず，これは我々の研究の限界である。
術後リハビリテーションプロトコルでは、第一段階で等尺性運動、股関節筋肉強化、受動的膝屈曲が推奨され、続いて腹臥位で穏やかな能動的な運動運動が推奨される。 腹臥位での活動的な膝屈曲中の平均荷重は約70Nであり、これは私たちの研究で使用した荷重よりも小さい。 それは容易に再破裂を引き起こさないし、共同付着を防ぐことができます。 しかし、患者は早期のリハビリプログラムを受け、腹臥位で運動範囲運動を開始することができたが、体重支持状態での膝屈曲は6-8週間後に行われるべきである。 我々の研究では、200N体重の繰返し負荷を受けたすべてのサンプルは、200サイクルの前に失敗し、後半の段階で行うわずかな膝の曲げなどの体重支持運動が腱修復障害を防ぐために推奨されていることを示している。
動物モデルは、膝関節の生体力学的性能を調査するために使用されています。 我々が設計したブタモデルは自然な膝の動きを反映することができなかったが、ヒトドナーからの標本は、ドナーの年齢のために制限に直面している。 提供者は通常膝蓋腱の破裂に苦しむ患者より古いです。 さらに、ステロイドや変性などの薬は、膝蓋腱の特性に影響を与えますが、除外することはできません。 したがって、ブタモデルは、多くの生体力学的研究において許容される。 さらに、手術後の組織治癒の影響を考慮する必要があります。 インビボ状態では、軟組織は負荷を共有し、固定材料または縫合糸を減少させることができる。
