Die protektive Komponente der Skibindung beim RÃ¼ckwÃ¤rtssturz ...

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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 2
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]. 3
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Seite 5 und 6: Aussenrotation) wünschenswert. Die
Seite 7 und 8: Sohlenlänge [25]. Schließlich ver
Seite 9 und 10: erhebliche Reduktion des Auslösedr
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