Intraartikuläre und plantare Druckverteilung des Sprunggelenkkomplexes in Abhängigkeit von der Fußstellung

Zusammenfassung

Häufige Spätfolge von Sprunggelenkverletzungen sind degenerative Knorpelschäden verursacht durch unphysiologische Druckbelastung. Um die Entstehung derartiger Spätschäden zu vermeiden, ist es erforderlich, die Belastungssituation bei intakten Gelenken unter Berücksichtigung physiologischer Einflüsse zu ermitteln. Die vorliegende Studie hatte das Ziel, den Einfluss der Fußstellung auf die intraartikuläre und plantare Druckverteilung zu ermitteln.

In einem Fußbelastungssimulator wurden 12 humane Unterschenkelpräparate axial belastet. Die plantare Druckverteilung wurde mit einer kapazitiven Druckverteilungsplattform ermittelt, die intraartikuläre Belastung (Fläche, Kraft, mittlerer Druck) mit drucksensitiven Folien bei Neutralstellung, 10° Dorsal- und 10° Plantarflexion.

Dorsalflexion führte intraartikulär zu einem Anstieg von Belastungsfläche, Gelenkkraft und mittlerem Druck im Rückfußbereich, Plantarflexion dagegen zu erhöhter Belastung in den Chopart-Gelenken. Plantar zeigte sich bei Dorsalflexion ein Anstieg von Kraft und Spitzendruck unter dem Rückfuß, bei Plantarflexion eine Zunahme von Fläche, Kraft und Spitzendruck unter dem Mittel- und Vorfuß.

Posttraumatische Änderungen von Kontaktfläche oder Kraft werden als arthrosefördernde Mechanismen diskutiert. Die vorliegende Arbeit konnte zeigen, dass die Gelenkbelastung eine Abhängigkeit von der Fußstellung aufweist. Angaben zur Belastungssituation bei variierender Fußstellung können daher zum Verständnis von Arthroseentstehung und -lokalisation beitragen.

Abstract

Ankle injuries are often followed by degenerative changes in the hindfoot joints. Knowledge about the pressure distribution of the intact ankle joint may help to understand the mechanisms leading to cartilage damage. Therefore, we determined the intraarticular and plantar pressure distribution of the ankle joint complex and the Chopart joints with varying foot positions.

12 human lower leg specimens were axially loaded in a foot-loading simulator with full body weight (600 N). A capacitive pressure distribution platform was used to determine plantar pressure patterns. The intraarticular loading situation was measured with Fuji Prescale film. 3 different foot positions (neutral, 10° dorsiflexion, 10° plantarflexion) were investigated.

Dorsiflexion led to an increase of the intraarticular contact area, force and mean pressure in the hindfoot. Plantarflexion instead increased loading in the Chopart joints. In the plantar pressure distribution force and peak pressure under the hindfoot increased with dorsiflexion. With plantarflexion area, force and peak pressure under mid- and forefoot increased.

With our study we could demonstrate that the loading situation of the ankle joint complex is significantly influenced by the foot position. These findings may help to understand the development and localisation of arthritic changes due to posttraumatic changes of the joint loading characteristics.