Die protektive Komponente der Skibindung beim Rückwärtssturz ...

Die protektive Komponente der Skibindung
beim Rückwärtssturz -
Ist eine Reduktion der Kniegelenksläsionen beim alpinen Skilauf möglich?
Does modern ski safety binding technology prevent knee injuries
during backward fall?
W. Vogt 1 , G. Ahlbäumer 1 , R. Burgkart 2 , A. Vogel 3 , H. Engel 4
Klinik Gut St. Moritz, Zentrum für Orthopädie und Unfallchirurgie 1 ;
Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie der TU München 2 ;
Arbeitsgemeinschaft Skiforschung 3 ;
PTM-Labor Holzkirchen 4
SUMMARY
New release devices to prevent severe knee injuries during backward falls are slowly
taken into consideration to improve the effectiveness of ski safety bindings. Therefore ski
binding producers developed new binding systems with multidirectional release at the
toe piece adapted to the dominating injury mechanism backward- and backwardrotation-fall.
The aim of the study was to verify the effect of a new binding generation
which pretend to fulfill an adequate multidirectional release.
In a special binding test device of the German „Arbeitsgemeinschaft Skiforschung“,
twelve bindings of different producers were tested close to the existing testing device for
ski bindings (DIN ISO 9462, IAS 100). Only in four bindings the vertical release force of
the toe binding could be adjusted. Two bindings out of these allow for a infinitely variable
adjustment related to the rotational release pattern. We used a standard setting for all
bindings (indicator value Z = 8.5). Data was collected for simulated unidirectional
backward fall and backward fall with rotational components. The release torque -M Y was
measured to verify the vertical release mechanism of the toe binding, which should
protect the knee during the unidirectional backwardfall. Simulating the backward-rotation
fall, the release torque -M YSS was measured while the toe of the skiboot was rotated
10mm out of the longitudinal axis of the ski.
Our results varied from complete failure to sufficient release pattern. We experienced
binding breakage in one case before release. The torque for -M Y was found to vary from
258Nm to 520Nm. A reduction of -M YSS in comparison to -M Y could be demonstrated in
eleven out of the twelve measured bindings. The correlation of the value -M Y to -M YSS
differed between + 2% and - 61%.
The multidirectional backward release system at the toe binding could be a great
advantage for the prevention of knee injuries. The knowledge of the in vivo limiting
stiffnessvalue for soft tissue such as the ACL is still not known in skiing. Therefore we
recommend three principles. An individual adjustable toe binding setting for backward
release. A fixed correlation between the proved standard lateral release and the
multidirectional backward release as well as an important reduction of the value -M yss in
correlation to -M Y to protect the knee against its higher vulnerability when additional
rotation load acts.
Keywords: Alpine skiing, backwardfall, ski-safty-binding, ACL, biomechanics,
force and torque mesurements
Schlüsselwörter: Skilauf, Verletzungsmechanismus, Ski-Sicherheitsbindung,
ACL, Biomechanik, Kraft- Drehmomentmessung
Anschrift des Verfassers: W. VOGT, Klinik Gut St. Moritz, Zentrum für Orthopädie
und Unfallchirurgie, Via Arona 34, CH - 7500 St. Moritz
1

W. Vogt 1 , G. Ahlbäumer 1 , R. Burgkart 2 , A. Vogel 3 , H. Engel 4
Klinik Gut St. Moritz, Zentrum für Orthopädie und Unfallchirurgie 1 ; Klinik für Orthopädie und
Sportorthopädie der TU München 2 ; Arbeitsgemeinschaft Skiforschung 3 ; PTM-Labor Holzkirchen 4
ZUSAMMENFASSUNG
Stürze beim alpinen Skilauf führen zu schwerwiegenden Kniegelenksläsionen. Die
protektive Komponente der Ski-Sicherheitsbindung für den zunehmenden
Verletzungsmechanismus Rückwärtssturz schien der Anforderung, auszulösen, bevor
die Grenzwerte der betroffenen Strukturen überschritten waren, nicht gerecht zu werden.
Daraufhin entwickelten die Bindungshersteller neue Bindungssysteme mit
Mechanismen für Rückwärtsauslösung sowie Auslösung bei Rückwärtsdrehstürzen.
Unsere Messungen hinsichtlich dieser Funktionen zeigen, daß mehrere Bindungen der
neuen Bindungsgeneration diesen Anforderungen gerecht werden können, indem der
Vorderbacken vertikal auslöst und zudem sich das Auslösedrehmoment für
Beanspruchung bei Rückwärtsdrehstürzen progessiv reduziert entsprechend der
Zunahme der Rotationskomponente. Allerdings ist die Industrie auf die Angabe von
Festigkeitswerten der betroffenen Strukturen in vivo, insbesondere des vorderen
Kreuzbandes, angewiesen, denn erst bei Kenntnis dieses Wertes beruht die
Skibindungseinstellung auf adäquaten Fakten und es wird mit einer Reduktion der
Kniegelenksläsionen zu rechnen sein.
Schlüsselwörter: Skilauf, Verletzungsmechanismus, Ski-Sicherheitsbindung,
ACL, Biomechanik, Kraft- Drehmomentmessung
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1 EPIDEMIOLOGIE
Verletzungsrisiko und Lokalisation
Für den alpinen Skilauf besteht im Mittel ein Verletzungsrisiko pro Skifahrer von 1,4
Verletzungen/1000 Skitage [2][3] wobei das Risiko einer Kniegelenksverletzung davon
größer 40 Prozent ist [2][3][9][16]. Insbesondere betroffen sind die ligamentären
Strukturen. Im Mittelpunkt des Interesses steht die Verletzung des vorderen
Kreuzbandes sowie dessen Kombinationsverletzungen [1][2][3][9][16][18][21]. 70% der
voderen Kreuzbandverletzungen sind mit Innenbandläsion [3][10][16] [18] und 20% mit
Innenband- und Meniscusläsionen kombiniert [3][10][18].
Verletzungsmechanismus
90 % der Kniegelenksläsionen basieren auf einem Sturzmechanismus welcher
begünstigt wird durch Dorsalverlagerung des Körperschwerpunktes [3][26]. Von
diversen Autoren wird dieser Verletzungsmechanismus unter biomechanischen
Ansätzen betrachtet und mit "big bump, flat landing", "Rückwärtsfall", "boot induced
ACL rupture", "quadrizepsinduced ACL rupture" und "postero-anteriorer-shift-
Mechanismus" beschrieben [1][5][9][10][11][20][21]. Diese Mechanismen beschreiben
im wesentlichen den unidirektionalen Rückwärtssturz, der, wenn die Belastungsgrenze
des in dieser Richtung als Primärstabilisator wirkenden vorderen Kreuzbandes
überschritten wird, zu einer isolierten ACL-Ruptur führt. Meist ist jedoch die
Sturzrichtung nicht unidirektional, sondern kombiniert mit einer Rotationskomponente
woraus das Außenrotation-Flexions-Valgustrauma und Innenrotation-Flexion-
Varustrauma mit komplexeren Kniegelenksläsionen resultiert [1][3][9][10][16].
Aufgabenbereich der Ski-Sicherheitsbindung
Die Skibindung ist Kopplungselement zwischen Ski und Schuh. Die Skispitzen und
Skienden wirken aufgrund der starren Verbindung Ski-Bindung-Schuh bezüglich des
Drehpunktes als langer Hebelarm. Insbesondere beim Sturz können daher die auf das
Bein und besonders das Kniegelenk wirkenden Rotations- und Scherkräfte sehr groß
werden. Die Skibindung muß, um typische Skiverletzungen zu verhindern, bei Erreichen
eines fest einstellbaren Grenzwertes der Belastung auslösen, d.h. den Ski zuverlässig
freigeben, ehe die Verletzungsschwelle des Beines erreicht wird [24][26]. Entscheidend
für den Verletzungsschutz müssen die Festigkeiten der betroffenen Gewebe sein, da die
Schädigung dieser Gewebe ausgeschlossen werden soll [4][13]. Jahrelange Kraft- und
Drehmoments-Messungen zwischen Skischuh und Skibindung sowie
Biegemomentsmessungen am Schienbein führten zu der heute angewandten IAS-
Einstelltabelle (Internationaler Arbeitskreis für Sicherheit beim Skilauf), enthalten in der DIN-ISO
11088. Die Einstellwerte basieren auf der aus dem Schienbeinkopfdurchmesser
ermittelbaren Verletzungsgrenze des Unterschenkels, d.h. der individuellen
Elastizitätsgenze der Tibia. Eine individuell richtig eingestellte Sicherheitsbindung
schützt demzufolge vor sogenannten "früher" typischen Skiverletzungen, also
Verletzungen des Unterschenkels (Schuhrandbrüche) und des Fußes
(Sprunggelenksverletzungen) [2][14]. Die Bindung löst bei Torsionsbeanspruchung des
Unterschenkels (Drehsturz), bei dessen Biegebeanspruchung nach vorn (Frontalsturz)
und bei daraus zusammengesetzten Beanspruchungen aus [25]. Damit werden die
Verletzungskinematiken des Unterschenkels erfaßt. Der Verletzungskinematik des
Kniegelenks, welche überwiegend durch den Rückwärts- und insbesondere durch den
Rückwärtsdrehsturz gekennzeichnet ist, wurden diese Bindungen mit ihren
Auslösemechanismen nur unzureichend gerecht [12][13].
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2 MATERIAL UND METHODEN
Zur Reduktion der Kniegelenksverletzungen, verursacht durch Rückwärts- und
Rückwärtsdrehstürze, haben manche Skibindungshersteller ihre Produkte modifiziert
und neue Auslösemechanismen in die Bindung integriert. Aufgabe der Messungen war
herauszufinden, welchen Einfluß diese zusätzlichen Funktionen auf das
Verletzungsrisiko des Kniegelenks haben. Die Bindungen wurden aufgrund von
Werbeaussagen der Hersteller ausgewählt. Diese beziehen sich einerseits direkt auf
eine Risikoreduzierung der Kniegelenksverletzungen (das Beispiel „lieber Knie O.K. als
Knie K.O., 60% aller Skiverletzungen sind Kniegelenksverletzungen“ rot gedruckt vor
dem Hintergrund eines Kniegelenk-Röntgenbildes und einer Skibindung ist hierbei das
prägnanteste), bzw. verweisen auf einen Auslösemechanismus des Vorderbackens für
Rückwärts- bzw. Rückwärtsdrehstürze. Auf ihre Wirksamkeit getestet wurden folgende
Bindungen [25]: Ess 512 EM, Ess EX 4.12, Look TT 9 Racing, Look TX 7, Marker 9.1
Turbo SC, Marker 8.1 EPS, Rossignol FK’S Course, Rossignol FT 120, Salomon
Sphericpulse 800, Salomon S 900 Equipe Alium, Tyrolia TD 9, Tyrolia Power Select 9.
Kraft- und Drehmomentmessung bei der Bindungsauslösung
Alle denkbaren Belastungen, die über den Schuh auf eine Bindung, bzw. vom Ski über
die Bindung auf den Schuh ausgeübt werden, können auf eine Kraft F und ein
Drehmoment M in jeder Raumachse eines Koordinatensystems zurückgeführt werden
(Abb.1). Sie wirken als Reaktionskräfte und Reaktions-Drehmomente am
Bindungssystem (Abb.2)[24][26].
Auf dem Bindungsprüfstand der Arbeitsgemeinschaft Skiforschung wurden
Auslösesituationen auf der Piste simuliert. Dies geschah in Anlehnung an die Prüfnorm
DIN ISO 9462 und die Richtlinie 100 des IAS. Die Kraft (oder das Drehmoment), bei der
eine Sicherheitsbindung den Schuh freigibt, heißt Auslösekraft (oder -drehmoment). Die
Rückwärtssturzauslösung geschieht über die Kraft +F SZ , bzw. das Drehmoment -My (-My
= + F SZ x l ) ( l ist der Abstand der Schuhspitze vom Drehpunkt) (siehe Abb. 1 und 2 aus
[26]). Es wurden jeweils fünf Meßwerte ermittelt, von denen dann der Mittelwert gebildet
wurde. Um die Bindungen untereinander vergleichen zu können, wurden sie auf die vom
Hersteller angegebene gleiche Referenzzahl (Z-Zahl von 8,5) eingestellt.
Testkriterium
Rückwärtsauslösung - Situation unidirektionaler Rückwärtssturz
Hierzu wurden die Auslösedrehmomente -My exakt in z-Richtung in Nm ermittelt (siehe
Abb.1 u. 2). Waren an den Bindungen zusätzlich Einstellmöglichkeiten für die
Rückwärtsauslösung vorhanden, dann wurden deren Auslösemomente in den
verschiedenen Einstellungen gemessen (Ess 512 EM, Stufe 1-4; Look TT9 Racing,
Stufe 1-2; Marker 9.1 Turbo SC und Marker 8.1 EPS mit stufenloser Regulierbarkeit,
daher Messung bei dem Einstellwert Z=3, Z=7, Z=8,5 und Z=14).
Rückwärtsauslösung - Situation Rückwärts-Drehsturz
Hierbei wurde vor der Einleitung der Auslösemomente -My der Skischuh an seiner
Spitze um 10 mm aus der Längsachse des Skis ausgelenkt. Damit soll der
Rotationskomponente Rechnung getragen werden. Das Drehmoment wird mit -Myss
bezeichnet. Die Bindung Ess 512 EM und Look TT9 Racing wurde auf Stufe 1 (leichtest
mögliche Auslösung) eingestellt, Marker 9.1 Turbo SC und Marker 8.1 auf den
Einstellwert Z=8,5. Eine Reduktion der Auslösewerte gegenüber der unidirektionalen
Auslösung wäre hinsichtlich der höheren Anfälligkeit der Kniegelenksstrukturen
(Vorderes Kreuzband insbesondere bei Innenrotation, Kollateralbänder bei
4

Aussenrotation) wünschenswert. Die Werte werden mit -My verglichen und in Form ihrer
prozentualen Abweichung angegeben.
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3 ERGEBNISSE
Kraft- und Drehmomentmessung bei der Bindungsauslösung
Rückwärtsauslösung - Situation unidirektionaler Rückwärtssturz
Hinsichtlich der Rückwärtsauslösung des Vorderbackens wurde festgestellt, daß das für
die Auslösung notwendige Drehmoment -My (bei gleicher Bindungseinstellung Z =8,5)
zwischen 258 Nm und 520 Nm variierte. Außerdem wurde festgestellt, daß bei zwei
Bindungsmodellen (Salomon Sphericpulse 800, Tyrolia Power Select 9) eine
unidirektionale Rückwärtsauslösung nicht möglich war. Vier Bindungen bieten eine
Regulierbarkeit der Rückwärtsauslösung. Dies sind die Modelle Ess 512 EM, Look TT 9
Racing, Marker M 9.1 Turbo SC und Marker M 8.1 EPS. Die Bindung Ess 512 EM besitzt vier
regulierbare Härtestufen von 303 Nm über 319 Nm, 430 Nm bis zu 520 Nm und die Look
TT 9 Racing zwei mit den Werten 258 Nm und 330 Nm. Diese sind unabhängig von der
Seitauslösung einzustellen. Dagegen bieten beide Marker-Bindungen eine stufenlose
Einstellbarkeit, welche an die Seitauslösung (Frontaldrehsturz) gekoppelt und über den Z-
Wert für die Seitauslösung regulierbar ist. So ist zum Beispiel bei der Bindung Marker 9.1
Turbo SC -My 362 Nm bei Z=3, 449 Nm bei Z=7 und 580 Nm bei Z=14 (siehe Diagramm 1)
und bei der Bindung Marker 8.1 EPS SC -My 367 Nm bei Z=3, 454 Nm bei Z=7 und 583
Nm Z=14.
Rückwärtsauslösung bei seitlicher Auslenkung - Situation Rückwärts-Drehsturz
Eine Reduktion des Auslösemoments -Myss gegenüber der unidirektionalen Auslösung (-
My) wurde bei allen Bindungen mit Ausnahme der Rossignol FT 120 gefunden. Die
Abweichung beträgt zwischen +2% bis hin zu -61%. Hierbei ist wiederum die Marker-
Bindung 9.1 Turbo SC hervorzuheben, denn das Auslösedrehmoment ist bei ihr für die
Kombinationsbelastung am geringsten, obwohl der Auslösewert -My (bei Z=8,5) im
Vergleich zu den anderen Bindungen der zweithöchste ist (siehe Diagramm 2). Die
Bindung Marker 8.1 EPS verhält sich ähnlich.
Zusätzlich war zu bemerken, daß bei den Marker-Bindungen die nötige seitliche
Auslenkung der Skischuhspitze zum Erreichen des bedeutenden prozentualen Abfalls
des Drehmoments -Myss vom Ausgangswert abhängig ist von der Z-Wert Einstellung. Bei
einem Z-Wert von 3 ist die bedeutende Reduktion von -My bei 3 mm Auslenkung
gegenüber 6 mm bei einem Z-Wert von 14 (siehe Diagramm 3). Damit wird dem mehr
quasistatischen Verletzungsmechanismus des schwachen Skifahrers (in der Regel
niedriger Z-Wert für Bindungseinstellung) mit Stürzen fast im Stehen gegenüber der mehr
dynamischen Komponente beim sportlicheren Skilauf (höhere Z-Wert Einstellung)
Rechnung getragen. Störkräfte, die bei sportlicher Fahrweise und höherer
Geschwindigkeit vermehrt auftreten führen so nicht zu Fehlauslösungen.
4 DISKUSSION
Die Skibindungen dienen nicht ausschließlich der Verbindung zwischen Ski und Skischuh.
Bereits vor Jahren wurde der Begriff auf Skisicherheitsbindung erweitert und die Funktion
des Schutzes vor typischen Skiverletzungen hinzugefügt [14][24]. Die geforderte
Schutzfunktion, Seitauslösung im Vorderbacken bei Drehstürzen bzw. Frontaldrehstürzen
und Vertikalauslösung im Fersenautomat bei Frontalstürzen, leitete sich aus den bei
diesen Stürzen häufig beobachteten Verletzungen ab. Mit einer nach der IAS-Richtlinie
richtig eingestellten Bindung ist heutzutage die Wahrscheinlichkeit einer Verletzung des
Unterschenkels minimal [3]. Ursächlich hierfür ist die unermüdliche Weiterentwicklung der
Bindungen bezüglich Seit- und Frontalauslösung in Kombination mit der auf den Skifahrer
individuell abgestimmten Einstellung der Bindungen im Fachsporthandel über
Tibiakopfdurchmesser, Risikobereitschaft im Fahrverhalten, Geschlecht, Alter und
6

Sohlenlänge [25]. Schließlich veränderte sich die Verletzungscharakteristik und
Kniegelenksläsionen treten auch bei einer nach der IAS-Richtlinie richtig eingestellten
Bindung auf [2][3][13]. Das bedeutet, daß das Kniegelenk nur bedingt durch die
Sicherheitsbindung geschützt ist.
Für Bindungen mit Vertikalauslösung des Vorderbackens, die dem neuen
Anforderungsprofil - Rückwärtssturz mit dabei häufig auftretender vorderer
Kreuzbandverletzung - gerecht werden wollen, ist von größtem Interesse, bei welchen
einwirkenden Kräften die Verletzungsgrenze des Kniegelenks (vorderes Kreuzband,
Innenband) liegt. Erst wenn diese Größen bekannt sind, basiert die Einstellung der
Bindung auf adäquaten Fakten und eine Reduktion der Kniegelenks-Verletzungen wird
wahrscheinlich [4].
Die Verletzungsgrenze des Kniegelenks bzw. des vorderen Kreuzbandes ist noch nicht
eindeutig bestimmt [7][8][17][19][22]. Die Festigkeit des vorderen Kreuzbandes wird
kontrovers diskutiert. Sie hängt in vivo von vielen Einflußfaktoren ab. Ein wichtiger Faktor ist
die Aktivität der als aktiver Stabilisator wirkenden Hamstringmuskulatur [5][6][17][19][23],
sowie deren reflektorische Hemmung bei Quadrizeps-Aktivität zur Vermeidung des
Rückwärtssturzes [6]. Weitere Faktoren sind die, die vordere Schubladenbewegung
verstärkende Quadrizepsaktivität [6][17][19] und das Stabilisierungspotential der
Sekundärstabilisatoren [15][23]. In-vivo Feldversuche beim alpinen Skilauf, welche alleine
die vielfältigen Einflußfaktoren ausreichend simulieren können und eine Aussage
zulassen, bei welchen Gelenkkräften die elastisch plastische Deformität des vorderen
Kreuzbandes beginnt bzw. es rupturiert, wurden noch nicht durchgeführt. Die Festigkeit
des vorderen Kreuzbandes wird derzeit von 400 N [8] bis zu 1730 N ± 660 N [15] Bruchlast
und 1170 N ± 750 N [15] bis zur elastisch plastischen Deformität angegeben [22].
Spezielle Untersuchungen von BERNS [7] bezüglich skispezifischer Situationen berichten
von einer Reißfestigkeit des vorderen Kreuzbandes von 550 N.
Bei einem Auslösedrehmoment -My an der Schuhspitze von 500 Nm (F SZ = 2000 N) wirkt,
um das System im Gleichgewicht zu halten, nach einem Reduktionsschema am
Tibiaplateau aufgrund der Hebelverhältnisse (Schuhspitze zum Drehpunkt Schuhabsatz
bzw. Tibiaplateau zum Drehpunkt Schuhabsatz, in etwa ein Verhältnis 1 zu 2) eine Kraft von
1000 N in posterior-anteriorer Richtung (90°-Winkel zur Längsachse der Tibia; diese
Annahme gilt für den unrealistischen Fall, daß die gesamte Kraft auf das Kniegelenk
übertragen wird ohne skischuhbedingten Kräfteverlust verursacht durch Energieaufnahme
bei Deformierung). Bei einer Kniegelenksbeugung von 90° ist diese Kraft einem vorderen
Schubladenstress von 1000 N gleichzusetzen [26] und demnach von dem in dieser
Richtung wirkenden Primärstabilisator ACL zu neutralisieren [14] (siehe Abb. 3). Geht man,
wie es von verschiedenen Autoren [5][6][19][23] angegeben wird, davon aus, daß eine ca.
50-prozentige Reduktion des "vorderen Schubladen-Stresses" durch eine aktive
Beugemuskulatur möglich ist, bleibt hypothetisch eine zu kompensierende Kraft für die
passiven Stabilisatoren von 50 %, wovon ein Drittel durch den Primärstabilisator ACL und
zwei Drittel durch die passiven Sekundärstabilisatoren kompensiert werden sollen [14].
Unter diesen Bedingungen würde am ACL bei einer Kraft an der Schuhspitze von 2000 N
auf das ACL eine Kraft von 167 N wirken. Dieser Wert für unidirektionale Beanspruchung
liegt sicher unter den berichteten Festigkeitswerten des ACL. Das bedeutet, daß die
Schutzfunktion der Bindung in dieser Situation gegeben ist. Ist allerdings die
Quadrizepsmuskulatur beim Rückwärtssturz aktiviert, zur Erhaltung des Gleichgewichtes
und Vermeidung des Sturzes, und die Beugemuskulatur dadurch reflektorisch gehemmt,
erreichen die am Kniegelenk wirkenden Kräfte wahrscheinlich die Festigkeitsgrenze der
Gewebe.
Weil ein Sturz selten einen unidirektionalen Krafteinfluß genau entlang einer
Raumrichtung beinhaltet, soll durch eine Kombination der Rückwärtsauslösung
(Drehmoment -My) und Seitauslösung laut verschiedenen Herstellerangaben der
Rotationskomponente ebenfalls vermehrt Rechnung getragen werden. Die zweite
7

Meßreihe wurde hinsichtlich dieses Gesichtspunkts durchgeführt. Es ist bewiesen, daß
bei Innenrotation der Tibia die Spannung im vorderen Kreuzband und bei Außenrotation
die Spannung in den Seitenbändern zunimmt. Damit wird die Beanspruchung größer [15]
und die Gefahr einer Verletzung steigt. Aus diesem Grund wird eine Freigabe des
Skischuhs durch die Bindung bei Rotationsbelastungen bei niedrigeren Werten als bei
einer unidirektionalen Belastung gefordert. Dieser Forderung mit einer Reduktion des
Auslösedrehmoments -Myss gegenüber -My entsprechen manche Bindungen. Am
deutlichsten zeigen dies die Bindungen der Firma Marker mit einer Reduktion des
Auslösedrehmomentes für Kombinationsbelastungen beim Rückwärtsdrehsturz von ca.
60% (siehe Diagramm 2 u. 3).
Setzt man die gemessenen Auslösewerte -My und -Myss mit den angegebenen Werten
der Festigkeit des vorderen Kreuzbandes in Beziehung, kann diskutiert werden, ob die
Bindungen die von den Herstellern gepriesene Schutzfunktion für eine vordere
Kreuzbandverletzung erfüllen. Ein limitierender Faktor für die Beurteilung ist ohne Zweifel
die Unsicherheit der Festigkeit des vorderen Kreuzbandes, die zugrunde gelegt wird.
Daher fordert die Ausrüstungsindustrie medizinischerseits zu dieser Frage der
Festigkeit hinsichtlich einer möglichen Verletzungsprophylaxe konkret Stellung zu
nehmen. Die Aufgabe der Medizin ist es also, einen im Sportfachhandel gut meßbaren
Parameter zu finden, der ähnlich wie der Tibiakopfdurchmesser für die Bruchfestigkeit der
Tibia, eine Aussage über die Festigkeit des vorderen Kreuzbandes bzw. des Kniegelenkes
zuläßt.
Den berechtigt gesteigerten Erwartungen der Skifahrer, auf eine Ski-Sicherheitsbindung
mit Auslösemechanismen in alle skispezifischen Sturzrichtungen zurückgreifen zu können,
kommt diese neue Bindungsgeneration wesentlich näher. Eine Reduktion der schweren
Kniebinnenläsionen im alpinen Skisport bei Verwendung von Bindungssystemen mit
Rückwärtsauslösung ist denkbar. Die Hersteller haben den ersten Schritt getan und die
Möglichkeit einer Problemlösung aufgezeigt. Insbesondere die Bindungsmodelle Marker
M 9.1 SC und M 8.1 EPS zeigen einen möglichen Lösungsweg der stufenlos regulierbaren
Rückwärtsauslösung auf, dessen Einstellung zudem im konstanten Verhältnis zur
Seitauslösung nach Z-Wert steht und damit in gewisser Weise über den
Tibiakopfdurchmesser, die Risikobereitschaft im Fahrverhalten, das Geschlecht und Alter
sowie Sohlenlänge auf individuelle Eckdaten eingeht. Diese Kopplung an die ausgereifte
Seitauslösung ist sicherlich sinnvoller als ein unabhängig von diesen Werten einstellbarer
bzw. sogar nicht regulierbarer Auslösewert, welcher für eine unsportliche zierliche Dame
das gleiche Auslösedrehmoment bedeutet wie für einen sportlich kräftigen 90-kg-Mann mit
sicherlich größerer Festigkeit der betroffenen Strukturen. Gleichzeitig verfügt dieser
Bindungs-Vorderbacken auch über ein Mechanismus, der bei Kombinationsstürzen wie
den Rückwärtsdrehstürzen, die Festhaltekraft um ca. 60% reduziert und somit den langen
Hebel Ski in dieser für das Kniegelenk gefährlichen Situation wesentlich früher freigibt.
Zusammenfassung
Ein multidirektionales Auslösesystem im Vorderbacken der Skisicherheitsbindung ist
ein großer Fortschritt in der Prävention von komplexen Kniegelenksläsionen nach
Rückwärts- und Rückwärtsdrehstürzen beim alpinen Skisport. Die limitierenden und
nicht zu überschreitenden in vivo Festigkeitswerte der Weichteilstrukturen des
Kniegelenkes sind nur ungenügend bekannt. Deshalb empfehlen wir derzeit drei
grundlegende Prinzipien. Eine auf individuelle Voraussetzungen (z.B. Körpergewicht)
abgestimmte und stufenlos regulierbare Einstellung des Vorderbackens für die
Rückwärtsauslösung. Eine festgesetzte Korrelation zwischen der standardisierten und
bewährten Drehsturzauslösung mit der multidirektionalen Rückwärtsauslösung. Eine
8

erhebliche Reduktion des Auslösedrehmoments -M YSS gegenüber -M Y um das
Kniegelenk bei zusätzlich wirkenden Rotationskräften gegen seine dabei größere
Vulnerabilität zu schützen.
9

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Anschrift des Verfassers:
Dr. med. W. VOGT,
Klinik Gut St. Moritz,
Zentrum für Orthopädie
Via Arona 34
CH - 7500 St. Moritz
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und Unfallchirurgie
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Diagramm 1:
Drehmoment -My (Vorderbacken bei unidirektionaler Vertikalauslösung)
Diagramm 2:
Drehmoment -My im Vergleich zum Drehmoment -Myss (Vertikalauslösung mit Seitauslenkung der
Schuh-Sohlenspitze um 10 mm) sowie deren prozentuale Abweichung
Diagramm 3:
Rückwärtsdrehmoment -My über progressiv seitliches Auslenken der Skischuh-Spitze bei verschiedenen
Einstellwerten (Z 3, Z 7, Z 14) am Beispiel der Marker-Bindung 9.1 Turbo SC
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Abb.1:
Schema der Raumachsen (x, y, z), der auf
das System Ski-Bindung-Schuh wirkenden
Kräfte (F) und Drehmomente (M) sowie
Definition der Sohlenlänge l
Abb.2:
Reaktionskräfte im Bindungsbereich (Index S
bedeutet Schuhspitze; A Absatz; X, Y , Z
entsprechen den Raumkoordinaten)
Abb.3:
Vereinfachte graphische Darstellung der auf das Kniegelenk und insbesondere das ACL einwirkenden Kräfte
in Form von vorderem Schubladenstress F P-A bei einer 90° Kniegelenksbeugung sowie der protektiven
Komponenten des ACL, Stabilisierungspotential der Hamstring-Muskelgruppe F HAM bzw. der
Sekundärstabilisatoren F SEK
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