Analysis of the mechanical behavior of the posterior cruciate ligament in a porcine model

Abstract

Introduction: The knee has shown a significant increase in the frequency of injury due to sports practice. This increase and the improvement of surgical techniques of ligament reconstruction have led to a greater indication of this treatment to achieve a function close to normal.

Objective: To conduct a preliminary analysis of the ligament behavior.

Methods: The study consisted of the validation of an anatomical model of the pig, in which five models were subjected to mechanical tests. The data on the loads of the in situ model and the strains of the posterior cruciate ligament were collected.

Results: The analysis of the tensile load showed, at first, a nonlinear increase in stresses. Subsequently, the pig’s knee showed a relatively linear intermediate response until failure around 1,200 N. Strain × time showed a response of the posterior cruciate ligament, which also has a relatively linear response.

Conclusion: We observed a linear behavior in the range of 1,000 to 5,000 microstrains in the strain of the posterior cruciate ligament. We suggest further studies to understand knee ligaments regarding their behavior in their function. Level of Evidence IV, Biomechanical Study

Introdução: O joelho tem demonstrado um aumento significativo de frequência de lesão devido à prática esportiva. Esse aumento e a melhoria das técnicas cirúrgicas de reconstrução ligamentar têm levado a maior indicação desse tratamento com o objetivo de se atingir uma função próxima do normal.

Objetivo: Realizar uma análise preliminar do comportamento ligamentar.

Método: O estudo consistiu na validação de um modelo anatômico do porco, em que cinco modelos foram submetidos a ensaios mecânicos. Foram coletados os dados das cargas do modelo in situ e das deformações do ligamento cruzado posterior.

Resultado: Na análise da carga trativa, foi observado que em um primeiro momento existe um aumento não linear das tensões. Em sequência, há uma resposta intermediária relativamente linear do joelho suíno até a falha em torno de 1.200 N. A deformação versus tempo mostrou uma resposta do ligamento cruzado posterior, que também possui uma resposta relativamente linear.

Conclusão: Observou-se um comportamento linear na faixa de 1.000 até 5.000 microstrains na deformação do ligamento cruzado posterior. Sugerem-se novos estudos para a compreensão dos ligamentos do joelho quanto ao comportamento deles na sua função. Nível de Evidência IV, Estudo Mecânico.