A ruptura do ligamento cruzado anterior (LCA) tem sido associada com alterações na propriocepção e alterações na função mecânica da articulação do joelho. A ruptura de um órgão proprioceptivo como o LCA pode alterar os padrões de ativação da musculatura que atravessa a articulação do joelho, uma vez que o sistema nervoso central deixa de receber informações dos mecanorreceptores presentes nesse ligamento. Já as alterações na função mecânica da articulação do joelho se devem à perda de uma estrutura importante na restrição e controle dos movimentos articulares, e também tem implicações sobre as propriedades elétricas e mecânicas dos músculos que atuam sobre essa articulação. A eletromiografia e a dinamometria isocinética são técnicas que nos permitem avaliar as propriedades elétricas e mecânicas do sistema muscular, respectivamente. No entanto, não foi encontrado na literatura um estudo sistemático que tivesse avaliado a capacidade de produção de força isocinética em diferentes velocidades angulares de movimento e a ativação elétrica muscular de pacientes com ruptura do LCA e pacientes com reconstrução do LCA. Portanto, o objetivo desse estudo foi de avaliar a relação torque-velocidade (T-V) e a atividade eletromiográfica (EMG). dos músculos extensores e flexores do joelho, em sujeitos saudáveis e com lesão (ruptura completa e pós-reconstrução) do LCA. A amostra foi constituída de 33 sujeitos divididos em três grupos: 11 sujeitos sem nenhuma lesão de joelho (grupo controle), 11 sujeitos com reconstrução do LCA (grupo operado), e 11 sujeitos com ruptura do LCA, todos com indicação médica de cirurgia (grupo não-operado). O torque concêntrico dos músculos extensores e flexores do joelho foi avaliado nas velocidades de DOIs, 30°/5, 600/s, 900/s, 120°/5, 180°/5 e 2400/s. Sinais EMG foram obtidos dos músculos reto femoral, vasto lateral,vasto medial e o bíceps femora!. Os resultados mostraram diminuição significativa na produção de torque dos extensores do joelho do grupo não-operado, em relação aos outros grupos. Houve também diminuição da ativação do músculo vasto lateral do grupo não-operado em relação ao grupo controle, e aumento da ativação dos músculos isquiotibiais. Essas alterações na ativação muscular parecem ocorrer com o objetivo de minimizar o deslocamento anterior da tíbia que aumentaria pela ruptura do ligamento, que não restringiria a tendência da anteriorização tibial, decorrente da contração do músculo quadríceps. Esses resultados parecem indicar que a lesão do LCA provoca mudanças nas propriedades mecânicas e elétricas dos músculos do joelho de pacientes com ruptura de LCA. Além disso, nossos resultados sugerem que o sinal EMG e a relação T-V são técnicas eficientes na identificação dessas adaptações funcionais. / The rupture of anterior cruciate ligament (ACL) has been associated to changes in the proprioception and changes in the Kneejoint mechanics. The rupture of a proprioceptive organ much as the ACL might change the activation pattern of the muscles that cross the Kneejoint, as the central nervous system does not receive information form the mechano receptors present in this ligament. The change in the knee joint mechanics is related to the loss of an ímportant structure, responsible for the control and restriction of the joint motion, and also has implications over the electrical and mechanical properties of the muscles acting over the joint. The electromyography (EMG) and the isokinetic dynamometers are techniques that allow us to evaluate the electrical and mechanícal properties of the muscular system, respectively. However, we could not find a systematic study evaluating the isokinetic force production capacity at different angular velocities and the muscle electrical activity of patients with ACL-deficient a patients with ACL-reconstruction. Therefore, the purpose of this study was to evaluate the torque-velocíty (T-V) relationship and the electromyographic sígnals of the knee extensor and flexor muscles of healthy subjects and subjects with ACL rupture (with and without reconstruction). Thirty-three male subjects (healthy= 11; ACL-deficient= 11; ACL-reconstructed= 11) had their knee extensor and flexor concentric torque evaluated at the angular velocities of OO/s, 300/s, 600/s, 900/s, 1200/s, 1800/sand 2400/s. EMG signals were obtained from the rectus femoris, vastus lateralis, vastus medialis and biceps femoris. The results show a reduction of the knee extensor torque of the ACL-deficient group compared to the healthy and ACL-reconstructed groups. Also there was a reduction of the EMG activity of the vastus lateralis muscle and an increase in the EMG activity of the biceps femoris muscle of the ACL-deficient group compared to the healthy group. These changes in muscle activation appear to occur with the goal of minimizing the tibial anterior drawer, which should increase due to the ACL rupture, as the ligament would not restrict the tendency of the anterior drawer movement due to the contraction of the quadriceps muscle anymore. These results seem to indicate that the ACL rupture causes changes in the mechanical and electrical properties of the muscles crossing the knee joint of patients with ACL rupture. In addition, our results suggest that the EMG signal and the T-V relationship are good techniques to evaluate these functional adaptations.

Objetivo: Avaliar a amplitude de movimento (ADM) do quadril em pacientes que sofreram lesão do ligamento cruzado anterior (LCA), por traumatismo direto, e compará-la a de pacientes com a lesão por entorse sem contato físico sobre o joelho. Fazer uma análise radiográfica do quadril dos indivíduos avaliados. Método: A ADM do quadril foi avaliada em 35 pacientes com lesão do LCA ocorrida por traumatismo direto (grupo com contato) e comparada a de 45 pacientes que sofreram a lesão por entorse do joelho sem contato físico (grupo sem contato). A amplitude rotacional do quadril também foi avaliada segundo os pontos de corte de 70° e 80°. Exames radiográficos do quadril foram realizados para avaliar a presença de deformidade tipo cam e tipo pincer. Resultados: A ADM do quadril foi estatisticamente superior nos pacientes do grupo com contato. Os pacientes do grupo sem contato tiveram uma amplitude rotacional do quadril de 66,1° ± 8,4° comparada a 79,4° ± 10,6° do grupo com contato (p<0,001). Dos pacientes do grupo sem contato, 77,8% e 93,3% tiveram uma amplitude de rotação do quadril menor do que 70° e 80°, respectivamente, comparada a 17,1% e 42,9% do grupo com contato (p<0,001). Não houve diferença na prevalência de deformidade tipo cam ou pincer entre os grupos. A prevalência de cam e pincer não foi maior nos pacientes com limitação da amplitude de movimento. Conclusão: Na amostra avaliada, os pacientes com lesão do LCA ocorrida por entorse do joelho sem contato físico tiveram menor amplitude de movimento do quadril do que pacientes vítimas da lesão do LCA por traumatismo direto. A presença de deformidade tipo cam ou pincer foi semelhente em ambos os grupos e não esteve relacionada a uma diminuição da amplitude de movimento do quadril. / Objective: To evaluate the range of motion (ROM) of the hip in patients who suffered contact anterior cruciate ligament (ACL) injury and compare it to patients with non-contact ACL injury. To performe a hip radiographic analysis of all subjects included. Method: ROM of the hip was evaluated in 35 patients with contact ACL injury (contact group) and compared to that of 45 patients who suffered a non-contact ACL injury (non-contact group). The sum of hip rotation (IR+ER) was also assessed according to the cutoff points of 70° and 80°. Radiographic hip were performed to assess the presence of deformity cam and pincer type. Results: ROM of the hip was statistically higher in the patients with contact ACL injury. The average sum of hip rotation was 66.1° ± 8.4° in non-contact group compared to 79.4° ± 10.6° in contact group (p<0.001). Seventy-seven percent of patients in non-contact group had a sum of hip rotation less than 70° and 93% had less than 80°, repectivally, compared to 17.1% and 42.9% in the contact group (p<0.001). The prevalence of cam or pincer deformity was similar between groups. Cam or pincer deformity was not more frequent in patients with limited range of motion of the hip. Conclusion: In our study, patients with contact ACL injury had greater range of motion of the hip than patients that suffered non-contact ACL injury. The presence of deformity cam or pincer was similar in both groups and was not related to a decreased range of motion of the hip.

O objetivo deste estudo foi comparar o equilíbrio postural entre sedentários e jogadores recreacionais de futebol com e sem reconstrução do LCA usando o Biodex Balance System (BBS). Métodos: é um estudo descritivo transversal, controlado e observacional, sem intervenção terapêutica que avaliou 64 indivíduos do sexo masculino, idade entre 20-40 anos. Foram avaliados três grupos: jogadores de futebol com reconstrução do LCA, jogadores de futebol sem lesão e um grupo de sedentários. Todos os indivíduos realizaram o teste de equilíbrio postural em dois níveis de estabilidade oito (mais estável) e dois (menos estável). Os índices de estabilidade avaliados foram: geral, ântero/posterior e medial/lateral. Resultados: Os resultados da avaliação do equilíbrio postural intragrupo foram: o lado operado dos atletas operados foi mais estável do que o lado não operado. Não houve diferenças entre o lado dominante e não dominante dos grupos de atletas sem lesão e sedentários. Na comparação intergrupos, o lado operado dos atletas operados foi mais estável que o dos atletas sem lesão (lado dominante e não dominante). O grupo dos sedentários foi mais estável que os atletas operados nas duas comparações feitas: com o lado operado e não operado, e que o grupo dos atletas sem lesão: lado dominante e não dominante. Conclusão: O membro operado apresentou maior equilíbrio postural comparado ao lado não operado e ao grupo de atletas sem lesão. Os sedentários apresentaram maior equilíbrio postural comparado aos atletas operados e sem lesão. A dominância dos membros inferiores não exerce influência significante no equilíbrio dos indivíduos sem lesão e sedentários / The objective this study was to compare the postural balance between sedentary recreational players of soccer with and without reconstruction of the LCA using the Biodex Balance System (BBS). Methods: This was a descriptive, transversal, observacional and controlled study, without therapeutic intervention, that evaluated 64 male individuals, aged between 20-40 years, assessed three groups: Soccer players with reconstruction of the LCA, soccer players without injury and a sedentary group. All the individuals realized the test of postural balance in the BBS in two levels of stability: eight (more steady) and two (less steady). The evaluated indexes of stability were: general, anterior/posterior and medial/lateral. Results: The result of the postural balance evaluation in intragroup were: the operated side of the athletes was steadier than the side not operated. There were no difference between the dominant and not dominant side of the athletes without injury and sedentary. In the comparison intergrups, the operated side of the athletes was steadier than athletics without injury. The group of the sedentary was steadier that athletes operated in two comparisons: with operated limb and, not operated, and than the group without lesion: dominant limb and, not dominant. Conclusion: The operated member shown greater postural balance than the not operated side and group of athletes without injury. The Sedentary shown greater postural balance compared to the group of the operated athletes and without injury. The dominance of inferior limbs does not influence significantly in the postural balance in subjects without lesion and sedentary

INTRODUÇÃO: As lesões do joelho são muito comuns na prática esportiva, dentre as quais se destaca a lesão do ligamento cruzado (LCA) pela frequência e gravidade. O objetivo deste estudo foi avaliar força muscular concêntrica de abdução e adução do quadril e o equilíbrio postural dinâmico em atletas pós reconstrução de ligamento cruzado anterior. MÉTODOS: Foram avaliados 54 atletas, com média de idade 23,2 ± 4,3 anos, divididos em dois grupos: Grupo LCA (n=27) operados de lesão do LCA e Grupo Controle (n=27) não operados. Foram realizadas a dinamometria isocinética dos abdutores e adutores do quadril e a avaliação do equilíbrio postural dinâmico pelo Y Balance Test (YBT). RESULTADOS: Não houve diferença no escore composto do YBT entre os grupos avaliados; houve diferença do deslocamento anterior no Grupo LCA entre o lado operado e não operado e 63% (17 atletas) mostraram 4 cm ou mais de assimetria entre os membros inferiores. Na avaliação de força e potência muscular dos abdutores do quadril houve maior na atividade muscular do lado operado na velocidade de 60º/segundo e menor na velocidade de 30º / segundo na comparação com o lado não operado. Não houve correlação significativa entre os resultados do YBT com os parâmetros isocinéticos. CONCLUSÃO: O membro operado dos sujeitos avaliados apresentou deficiência do equilíbrio funcional pelo YBT. Não houve perda da força muscular isocinética nos abdutores e adutores do quadril do lado operado. A condição muscular não se associou com a deficiência de equilíbrio / INTRODUCTION: Knee injuries are very common in sports, among which stands out the cruciate ligament injury (LCA) by the frequency and severity. The aim of this study was to evaluate concentric muscle strength of hip abduction and adduction and dynamic postural balance in athletes post reconstruction of anterior cruciate ligament. METHODS: we evaluated 54 athletes, with average age 23.2 ± 4.3 years, divided into two groups: ACL Group (n = 27) operated from ACL injury and control group (n = 27) not operated. The isokinetic dynamometry was carried out of the hip abductors and hip adductors and dynamic postural balance assessment by the Y Balance Test (YBT). RESULTS: there were no differences in the composite score YBT among groups evaluated; there was difference from forward displacement in the ACL Group between operated and non-operated and 63% (17 athletes) showed 4 cm or more of asymmetry between the legs. In the evaluation of strength and muscle strenght of hip abductor the muscular activity was greater at the 60º/second and less at the speed of 30°/second in comparison to the non-operated side. There was no significant correlation between the results of YBT with the isokinetic parameters. CONCLUSION: The operated limb of the subjects showed deficient functional balance by YBT. There was no decrease of isokinetic muscle strength in hip abductors and adductors of the operated side. The muscular condition was not associated with the deficit of balance

O efeito da imobilização no ligamento cruzado anterior, através de atadura gessada por um período de 6 semanas, foi estudado em ratos machos, adultos da raça Wistar. Para esta análise foram desenvolvidos dispositivos que permitiram a fixação do espécime à Máquina de Ensaio Universal e a realização de ensaio mecânico de tração. Através desta metodologia a tração foi aplicada na interlinha articular, somente na junção osso-ligamento-osso. Os dados obtidos foram analisados, quanto à carga máxima, deformação máxima, e energia absorvida pelo ligamento até o momento da ruptura. Nos resultados obtidos não foi observado diferença estatisticamente significativa na resistência do ligamento cruzado anterior, do membro imobilizado em relação ao membro não imobilizado, o que nos indica que provavelmente um período de 6 semanas de imobilização o qual permite pequeno grau de movimento como é o caso da imobilização gessada, não foram suficientes para produzir alterações na resistência ligamentar. / The effects of immobilization through plaster cast for 6 weeks on the mechanical properties of the anterior cruciate ligament (ACL) of Wistar adult mate rats were analysed. Special grips for retaining the specimens during traction tests in a universal test machine were developed. In this way, traction forces could be applied directly to bone-ligament-bone complex. Maximal load, maximal deformation, stiffness and absorbed energy up to the rupture point were considered, compared to the contralateral (normal) ACL. No significant difference could be demonstrated leading us to the conclusion that, at least for the considered lenght of time of immobilization (6 weeks), no important changing in the mechanical properties of the LCA occurred. This contradictory result compared to others in the literature was imputed to the different methodology here employed, where the forces could be applied directly to bone-ligament-bone complex, instead of the femur, anterior cruciate ligament and part of tibia. In addition, the relativily short period by immobilization and the movement permited by the slack immobilization could also be responsabilite for the results.

O teste do pivot shift é a manobra semiológica mais específica para o diagnóstico da lesão do ligamento cruzado anterior (LCA). É também o único teste que se correlaciona com a probabilidade de desenvolvimento de osteoartrose em joelhos com instabilidade rotacional persistente, após a reconstrução do LCA. Entretanto, há uma grande variabilidade na técnica utilizada para a realização deste teste, comprometendo a sua reprodutibilidade e a sua quantificação objetiva. O teste do pivot shift é influenciado pela associação entre a lesão do LCA e a de outras estruturas anatômicas do joelho. A padronização e a mensuração quantitativa do pivot shift auxiliam na categorização objetiva da frouxidão ligamentar do joelho. O objetivo desta tese foi o de compilar uma série de contribuições do autor, num total de seis publicações, na linha de pesquisa sobre a padronização, quantificação e interpretação do teste do pivot shift. A padronização do teste contribuiu para o aumento da reprodutibilidade da manobra semiológica. Nossos estudos laboratoriais em peças de cadáver demonstraram que a padronização do teste do pivot shift diminuiu de forma significativa a variação da aceleração da redução da tíbia no pivot shift (joelho esquerdo 3,0 ± 1,3 e joelho direito 2,5 ± 0,7 mm/s2) comparada ao teste realizado pela técnica de preferência do cirurgião (joelho esquerdo 4,3 ± 3,3 e joelho direito 3,4 ± 2,3 mm/s2) em cadáver cirurgicamente preparado para apresentar um pivot shift positivo com diferentes gradações em cada joelho. A validação de dispositivos não-invasivos de avaliação da frouxidão ligamentar do joelho, contribuiu para que o teste possa ser medido quantitativamente. Quando comparamos um método invasivo de referência para a mensuração do pivot shift (sensores eletromagnéticos fixados ao osso do fêmur e da tíbia) com três métodos não-invasivos (sensores eletromagnéticos fixados a pele, acelerômetro e um método de análise de imagens), constatamos que todos os métodos não-invasivos apresentaram correlação (r) positiva estatisticamente significante (p <0,01) com o método de referência. Os sensores fixos à pele tiveram r = 0,67 e r = 0,88 para os parâmetros de translação e de aceleração respectivamente. O acelerômetro apresentou r = 0,75 para o parâmetro de aceleração e o método de análise de imagens r = 0,24 para o parâmetro de translação anterior da tíbia. Portanto, neste estudo, métodos não invasivos, adequados para uso em consultório médico, puderam quantificar de forma reprodutível os parâmetros da aceleração e da translação anterior da tíbia no teste do pivot shift. A aplicação clínica destes resultados foi proposta pelo autor por meio de um novo algoritmo para o tratamento individualizado das lesões do LCA, em uma de suas recentes publicações. Embora este algoritmo precise ser validado, a sua proposta abre perspectiva para novos estudos que objetivem melhores resultados no tratamento de pacientes com lesão do ligamento cruzado anterior. / The pivot shift test is the most specific semiologic maneuver to diagnose the anterior cruciate ligament (ACL) injuries. It is also the only test capable of predicting the development of osteoarthritis in the presence of persistent rotatory knee laxity after an ACL reconstruction. However, the test has great technique variability among surgeons compromising reliability and objective quantification. The pivot shift test is influenced by the pattern of the ACL tear and associated lesions. The standardization and the quantitative measurement of the pivot shift can aid in the knee rotary laxity categorization and can provide valuable information on possible additional affected structures besides the ACL, thus contributing for an individualized treatment algorithm for this ligament injury. The purpose of this thesis was to compile a series of author\'s contributions, in a total of six publications, in the field of standardization, measurement and interpretation of the pivot shift test. The standardized technique for the pivot shift test improved the maneuver reliability. Our laboratory studies utilizing cadaveric knees demonstrated that the standardized technique significantly reduced the variation of the acceleration of the tibial reduction during the pivot shift test among surgeons (left knee 3.0 ± 1.3 mm/s2; right knee 2.5 ± 0.7 mm/s2) compared to the surgeons\' preferred technique (left knee 4.3 ± 3.3 mm/s2; right knee 3.4 ± 2.3 mm/s2) in a surgically prepared cadaver for a different positive grade pivot shift in each knee. The validation of non-invasive devices for the knee ligament laxity evaluation aided in the quantitative measurement of the pivot shift. The comparison of an invasive reference method for the pivot shift measurement (electromagnetic tracking device fixed to the femur and tibia) with three non-invasive devices (electromagnetic tracking device attached to the skin, accelerometer and image analysis system) showed statistically significant (p > 0.01) positive correlation (r) for all of them. The electromagnetic tracking device attached to the skin had r = 0,67 and r = 0,88 for the anterior translation and acceleration parameters respectively. The accelerometer has r = 0,75 for the acceleration parameter and the image analysis system had r = 0,24 for the anterior tibial translation parameter. Therefore, in this study, non-invasive methods, affordable for a clinical use, could reliably quantify the acceleration and anterior tibial translation parameters during the pivot shift test. The clinical application of these results was proposed by the author by means of a new algorithm for individualized treatment of the ACL injuries in one of his recent publications. Although this algorithm is yet to be validated, its proposal opens perspective for new studies that aim for better treatment results in patients with an anterior cruciate ligament injury.

INTRODUÇÃO: A precisão no posicionamento dos túneis ósseos na reconstrução do ligamento cruzado anterior do joelho (LCA) é considerado um dos fatores fundamentais para o bom resultado dessa cirurgia. A cirurgia ortopédica auxiliada por computador (computer aided orthopedic surgery CAOS) é um avanço tecnológico que tem como um dos principais objetivos exatamente o aumento da precisão. OBJETIVO: comparar o posicionamento do centro dos túneis e a isometria do enxerto obtidos com o uso de um sistema de navegação computadorizada (Orthopilot) e com o uso de guias cirúrgicos convencionais. MÉTODOS: 36 joelhos pareados de cadáveres tiveram o LCA ressecado por artroscopia no Laboratório de Artroscopia do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Um joelho de cada par foi ramdomizado para o grupo 1 (guias cirúrgicos convencionais) e o outro para o grupo 2 (Orthopilot). Um fio de sutura inelástico foi passado pelo centro dos túneis tibial e femoral confeccionados para a reconstrução do LCA, sem que os túneis fossem finalmente brocados. Todos os joelhos foram então analisados quanto ao posicionamento do centro do túnel tibial (distância do LCP, distância da tubérculo intercondilar medial da tíbia e distância do corno anterior do menisco lateral), do centro do túnel femoral (distância da cortical posterior e angulação coronal na fossa intercondilar do fêmur) e a variação da distância entre os pontos centrais do túnel femoral para o túnel tibial em flexão de 90º e em extensão (isometria). Os dados foram analisados segundo o teste de Wilcoxon para comparação de duas amostras pareadas. RESULTADOS: A variação da distância entre o tunel femoral e tibial em flexão e extensão (isometria) foi maior no grupo 1 convencional, do que no grupo 2 Orthopilot (grupo 1: média 4,2mm com intervalo de 1,1mm a 9,4mm versus grupo 2: média 2,8mm com intervalo de 0,3mm a 6,7mm; p<0,05). Os outros parâmetros analisados não tiveram diferença estatística entre os grupos e demonstraram que todos os túneis dos dois grupos estavam bem posicionados de acordo com os critérios adotados. CONCLUSÕES: O emprego de instrumental cirúrgico navegado pelo sistema Orhtopilot permitiu o posicionamento dos túneis ósseos da reconstrução do LCA de maneira tão precisa quanto os guias cirúrgicos convencionais utilizados. Mais do que isso, proporcionou um posicionamento significativamente mais isométrico nessa série / INTRODUCTION: Precise tunnel location has been considered to be very important to achieve good results in anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction surgery. Computer Aided Orthopedic Surgery (CAOS) is a technology improvement whose main objective is to enhance precision. PURPOSE: To compare the accuracy of tunnel placement and graft isometry for ACL reconstruction performed with the use of a computer-assisted navigation system (Orthopilot) and with traditional instruments. METHODS: 36 matched-paired cadaveric knees had their intact ACL removed by arthroscopy at the Arthroscopy Laboratory Orthopedic Department of University of São Paulo Medical School. One knee of each pair was randomized to group 1 (traditional instruments) or group 2 (Orthopilot). An inelastic suture was then passed through the center of where would be the tibial tunnel and then through the center of where would be the femoral tunnel. None of the tunnels were actually drilled. All knees were then dissected and 6 parameters were obtained: The distance from the tibial tunnel center to: 1) the PCL; 2) the lateral meniscus anterior horn; 3) the medial tibial spine. 4) The distance from the femoral tunnel center to the posterior femoral cortex. 5) The femoral tunnel coronal angle. 6) The variation of the distance from the femoral to the tibial tunnels with the knee extended and in 90 degree flexion. The data were submitted to statistical analysis and compared with the Wilcoxon Matched Pairs Test. RESULTS: The variation of the distance from the femoral to the tibial tunnels in flexion and extension was smaller in the Orthopilot group (better isometry): group 1: mean 4.2 mm (1.1-9.4 mm); group 2: mean 2.8 mm (0.3-6.7 mm) p<0,05. All other parameters showed no statistical difference between the groups and all tunnels were considered to be in satisfactory positions. DISCUSSION: There was no difference in tunnel position between the groups. Better isometry was achieved in the Orthopilot group compared to conventional instruments

O estudo analisa experimentalmente a integração tendinosa no túnel ósseo femoral na reconstrução do ligamento cruzado anterior do joelho esquerdo com o tendão do músculo semitendíneo autólogo, utilizando imagens de ressonância magnética, teste biomecânico e análise histológica em 15 coelhos da raça Nova Zelândia. Após os períodos de quatro, oito e doze semanas do procedimento cirúrgico, os animais foram submetidos ao exame de ressonância magnética para avaliar o túnel femoral dos joelhos. A seguir os animais foram eutanasiados e os joelhos foram submetidos a testes de tração em uma máquina de ensaios mecânicos Kratos para verificar a integração do enxerto nos túneis e a exame histológico do túnel femoral. A análise dos resultados demonstrou integração mecânica do tendão no túnel femoral a partir da 4ª semana em todos os animais estudados e observou-se na histologia e nas imagens da ressonância magnética alterações do enxerto e da área ao redor de forma heterogênea, sugerindo um processo de cicatrização do tendão-osso, porém não se pode afirmar que ocorria a integração até a 12 semanas. / The purpose was to verify the incorporation (healing) of the graft of the semitendinous tendon into the femoral bone tunnel after an anterior cruciate ligament reconstruction, and verify the post operative evolution of the biomechanical histology and magnetic resonance image analysis of the graft into the femoral bone tunnel. Fifteen New Zealand white rabbits were submitted to an intra-articular anterior cruciate ligament reconstruction in the left knee, using semitendinous tendon autograft. The rabbits were submitted to an magnetic resonance image at 4, 8 and 12 weeks after surgery, after which they were euthanized. The left knee of each rabbit was disarticulated and the anterior cruciate ligament reconstruction was tested for the biomechanical properties and histological analysis of the femoral tunnel. Every rabbit knee showed incorporation of the tendon at the femoral tunnel as of the fourth week in all of the knees studied. After the fourth week signs of integration occurred in the histological analysis and heterogeneous alterations in the magnetic resonance image of the graft and the surrounding areas, which suggests a healing process. Despite the biomechanical incorporation of the graft in the femoral bone tunnel after the fourth week it was not possible to affirm that there occurred incorporation of the graft until the completion of 12 weeks in histological and magnetic resonance image analysis.

Die Therapie der vorderen Kreuzbandruptur im Wachstumsalter wird nach wie vor kontrovers diskutiert. Es sollte mit der vorliegenden Studie untersucht werden, ob die operative oder konservative Therapie der vorderen Kreuzbandruptur im Wachstumsalter favorisiert werden sollte. Hierzu erfolgte eine Literaturrecherche in den Datenbanken Medline, dem Cochrane controlled trial register, Embase und Medpilot. Zehn Studien mit insgesamt 154 Patienten konnten zur Auswertung der konservativen Therapie, 55 Studien mit 935 Patienten zur operativen Therapie verwendet werden. Das Durchschnittsalter der konservativ behandelten Gruppe lag bei 12,3 (10-14,4) Jahren, das der operativen Gruppe bei 13,3 (10,0-15,8) Jahren. Zusammenfassend ergaben sich signifikant bessere Ergebnisse bezüglich Lysholm Score (95,5 vs. 73,2; p<0,05), der Instabilität gemessen am Giving Way Phänomen (2,8% vs. 89,5%; p<0,05) und der Wiedererlangung des Sportniveaus (91,2% vs. 30,9%; p<0,05) in der operativ versorgten Gruppe. Das relative Risiko für Beinlängendifferenzen von mehr als 1 cm bzw. Achsabweichungen von mehr als 3° nach operativer Behandlung ist mit 2,1% gering. Rerupturen treten in 3,8% der Fälle auf. Kein wesentlicher Einfluss auf das klinische Ergebnis konnte hinsichtlich Nachuntersuchungszeitraum und Publikationsjahr gefunden werden. Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse ist die operative Therapie bei der vorderen Kreuzbandruptur im Wachstumsalter der konservativen Therapie überlegen und somit in den meisten Fällen vorzuziehen.

Background: Joint stability has been experimentally and clinically linked to mechanisms of knee injury and joint degeneration. The only dynamic, and perhaps most important, regulators of knee joint stability are contributions from muscular contractions. In participants with unstable knees, such as anterior cruciate ligament (ACL) injured, a range of neuromuscular adaptations has been observed including quadriceps weakness and increased co-activation of adjacent musculature. This co-activation is seen as a compensation strategy to increase joint stability. In fact, despite increased co-activation, instability persists and it remains unknown whether observed adaptations are the result of injury induced quadriceps weakness or the mechanical instability itself. Furthermore, there exists conflicting evidence on how and which of the neuromuscular adaptations actually improve and/or reduce knee joint stability. Purpose: The overall aim of this thesis is therefore to elucidate the role of injury and muscle weakness on muscular contributions to knee joint stability by addressing two main objectives: (1) to further our understanding of individual muscle contribution to internal knee joint moments; and (2) to investigate neuromuscular adaptations, and their effects on knee joint moments, caused by either ACL injury and experimental voluntary quadriceps inhibition (induced by pain). Methods: The relationship between individual muscle activation and internal net joint moments was quantified using partial least squares regression models. To limit the biomechanical contributions to force production, surface electromyography (EMG) and kinetic data was elicited during a weight-bearing isometric force matching task. A cross-sectional study design determined differences in individual EMG-moment relationships between ACL deficient and healthy controls (CON) groups. A crossover placebo controlled study design determined these differences in healthy participants with and without induced quadriceps muscle pain. Injections of hypertonic saline (5.8%) to the vastus medialis induced muscle pain. Isotonic saline (0.9%) acted as control. Effect of muscle pain on muscle synergies recruited for the force matching task, lunging and squatting tasks was also evaluated. Synergies were extracted using a concatenated non-negative matrix factorization framework. Results/Discussion: In CON, significant relationships of the rectus femoris and tensor fascia latae to knee extension and hip flexion; hamstrings to hip extension and knee flexion; and gastrocnemius and hamstrings to knee rotation were identified. Vastii activation was independent of moment generation, suggesting mono-articular vastii activate to produce compressive forces, essentially bracing the knee, so that bi-articular muscles crossing the hip can generate moments for the purpose of sagittal plane movement. Hip ab/adductor muscles modulate frontal plane moments, while hamstrings and gastrocnemius support the knee against externally applied rotational moments. Compared to CON, ACL had 1) stronger relationships between rectus femoris and knee extension, semitendinosus and knee flexion, and gastrocnemius and knee flexion moments; and 2) weaker relationships between biceps femoris and knee flexion, gastrocnemius and external knee rotation, and gluteus medius and hip abduction moments. Since the knee injury mechanism, is associated with shallow knee flexion angles, valgus alignment and rotation, adaptations after ACL injury are suggested to improve sagittal plane stability, but reduce frontal and rotational plane stability. During muscle pain, EMG-moment relationships of 1) semitendinosus and knee flexor moments were stronger compared to no pain, while 2) rectus femoris and tensor fascia latae to knee extension moments and 3) semitendinosus and lateral gastrocnemius to knee internal rotation moments were reduced. Results support the theory that adaptations to quadriceps pain reduces knee extensor demand to protect the joint and prevent further pain; however, changes in non-painful muscles reduce rotational plane stability. Individual muscle synergies were identified for each moment type: flexion and extension moments were respectively accompanied by dominant hamstring and quadriceps muscle synergies while co-activation was observed in muscle synergies associated with abduction and rotational moments. Effect of muscle pain was not evident on muscle synergies recruited for the force matching task. This may be due to low loading demands and/or a subject-specific redistribution of muscle activation. Similarly, muscle pain did not affect synergy composition in lunging and squatting tasks. Rather, activation of the extensor dominant muscle synergy and knee joint dynamics were reduced, supporting the notion that adaptive response to pain is to reduce the load and risk of further pain and/or injury. Conclusion: This thesis evaluated the interrelationship between muscle activation and internal joint moments and the effect of ACL injury and muscle pain on this relationship. Findings indicate muscle activation is not always dependent on its anatomical orientation as previous works suggest, but rather on its role in maintaining knee joint stability especially in the frontal and transverse loading planes. In tasks that are dominated by sagittal plane loads, hamstring and quadriceps will differentially activate. However, when the knee is required to resist externally applied rotational and abduction loads, strategies of global co-activation were identified. Contributions from muscles crossing the knee for supporting against knee adduction loads were not apparent. Alternatively hip abductors were deemed more important regulators of knee abduction loads. Both muscle pain and ACL groups demonstrated changes in muscle activation that reduced rotational stability. Since frontal plane EMG-moment changes were not present during muscle pain, reduced relationships between hip muscles and abduction moments may be chronic adaptions by ACL that facilitate instability. Findings provide valuable insight into the roles muscles play in maintaining knee joint stability. Rehabilitative/ preventative exercise interventions should focus on neuromuscular training during tasks that elicit rotational and frontal loads (i.e. side cuts, pivoting maneuvers) as well as maintaining hamstring balance, hip abductor and plantarflexor muscle strength in populations with knee pathologies and quadriceps muscle weakness.