Summary
We investigated the importance of the posterior cruciate ligament (PCL) and the medial and lateral compartmental structures for translatory and simultaneous axial rotatory instability in 25 osteoligamentous knee preparations. Instability was registered continuously from 0° to 90° of flexion with application of a constant force to the tibia. Isolated transection of the PCL increased the posterior tibial displacement with flexion to a maximum of 10 mm at 90° of flexion; when combined lesions to the lateral structures were included, the popliteal tendon (PT) in particular turned out to have a major secondary stabilizing function. The posterior tibial displacement in flexion was doubled when all lateral structures were included in the lesions. Transection of the PCL and all the medial structures led to a notable increment in posterior displacement increasing with flexion. Major increments in simultaneous tibial rotation were recorded only after combined lesions to either medial or lateral structures. A reverse pivot shift was provoked after combined lateral lesions when the PT was included. Even an anteromedial subluxation was released after lesions to the medial structures. Regardless of the type of lesion, the specimens remained stable concerning anterior-posterior displacement in extension. No changes in the anterior tibial displacement were observed.
Zusammenfassung
An 25 osteo-ligamentären Kniepräparaten wurde der Einfluß des hinteren Kreuzbandes und der medialen und lateralen kapsulären Strukturen auf translatorische und gleichzeitige Rotationsinstabilität untersucht, wobei die jeweilige Instabilität kontinuierlich von 0° bis 90° Beugung unter konstanter Krafteinwirkung auf die Tibia registriert wurde. Isolierte Durchtrennung des hinteren Kreuzbandes (PCL) verstärkte die posteriore Verlagerung der Tibia unter Beugung des Gelenkes bis zu einem Maximum von 10 mm bei 90°. Wenn kombinierte Durchtrennungen der lateralen Kapsel hinzukamen, zeigte besonders die Popliteussehne (PT) eine beträchtliche sekundäre stabilisierende Funktion. Die posteriore Verlagerung der Tibia wurde verdoppelt, wenn alle lateralen Strukturen in die Verletzung miteinbezogen wurden. Durchtrennung des PCL und aller medialen kapsulären Strukturen führte zu einer beträchtlichen Zunahme der posterioren Verlagerung der Tibia unter Flexion des Gelenkes. Eine nennenswerte Zunahme der gleichzeitig auftretenden axialen Rotation der Tibia wurde nur nach kombinierter Durchtrennung der medialen oder lateralen Strukturen registriert. Ein umgekehrtes “pivot shift”-Zeichen wurde bei kombinierten lateralen Durchtrennungen nur hervorgerufen, wenn die PT miteinbezogen war. Selbst eine antero-mediale Subluxation wurde nach Durchtrennung der medialen Strukturen erzeugt. Ungeachtet der Verletzungstypen blieb das Präparat jedoch stabil gegen eine anteriore-posteriore Verschiebung unter Extension des Kniegelenkes, auch keine anteriore Verlagerung der Tibia konnte beobachtet werden.
Similar content being viewed by others
References
Butler DL, Noyes FR, Grood ES (1980) Ligamentous restraints to anterior-posterior drawer in the human knee. J Bone Joint Surg [Am] 62:259–270
Fukubayashi T, Torzilli PA, Sherman MF, Warren RF (1982) An in vitro biomechanical evaluation of anterior-posterior motion of the knee. J Bone Joint Surg [Am] 64:258–264
Girgis FG, Marshall JL, Al Monajem ARS (1975) The cruciate ligaments of the knee joint. Clin Orthop 106:216–230
Hughston JC, Andrews JR, Cross MJ, Moschi A (1976) Classification of knee ligament instabilities. I. The medial compartment and cruciate ligaments. J Bone Joint Surg [Am] 58:159–172
Hughston JC, Andrews JR, Cross MJ, Moschi A (1976) Classification of knee ligament instabilities. II. The lateral compartment. J Bone Joint Surg [Am] 58:173–179
Jakob RP, Hassler H, Staeubli H (1981) Observations on rotatory instability of the lateral compartment of the knee. Acta Orthop Scand [Suppl] 191
Markolf KL, Mensch JS, Amstutz HC (1976) Stiffness and laxity of the knee - the contributions of the supporting structures. J Bone Joint Surg [Am] 58:583–594
Meyers MH (1975) Isolated avulsion of the tibial attachment of the posterior cruciate ligament of the knee. J Bone Joint Surg [Am] 57:669–672
Nielsen S, Rasmussen O, Ovesen J, Andersen K (1984) Rotatory instability of cadaver knees after transection of collateral ligaments and capsule. Arch Orthop Trauma Surg 103:165–169
Nielsen S, Ovesen J, Rasmussen O (1985) The posterior cruciate ligament and rotatory knee instability. Arch Orthop Trauma Surg 104:53–56
Nielsen S, Helmig P (1985) Instability of knees with ligament lesions. Cadaver studies of the anterior cruciate ligament. Acta Orthop Scand 56:426–429
Nielsen S, Helmig P (1985) The static stabilizing function of the popliteal tendon in the knee. Arch Orthop Trauma Surg 104:357–362
Piziali RL, Seering WP, Nagel DA, Schurman DJ (1980) The function of the primary ligaments of the knee in anterior-posterior and medial-lateral motions. J Biomech 13:777–784
Satku K, Chew CN, Scow H (1984) Posterior cruciate ligament injuries. Acta Orthop Scand 55:26–29
Stedtfeld HW, Strobel M, Stenzel H (1984) Beitrag zur Frage der posteromedialen Instabilität des Kniegelenkes. Unfallheilkunde 87:290–297
Torisu T (1977) Isolated avulsion fracture of the tibial attachment of the posterior cruciate ligament. J Bone Joint Surg [Am] 59:68–72
Trickey EL (1968) Rupture of the posterior cruciate ligament of the knee. J Bone Joint Surg [Br] 50:334–340
Trickey EL (1980) Injuries to the posterior cruciate ligament. Clin Orthop 147:76–81
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Aided by grant no. 12-4463 from Statens lægevidenskabelige Forskningsråd (The Danish National Research Council)
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Nielsen, S., Helmig, P. Posterior instability of the knee joint. Arch. Orth. Traum. Surg. 105, 121–125 (1986). https://doi.org/10.1007/BF00455846
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00455846