Background: The focus of most anterior cruciate ligament reconstructions has been on replacing the anteromedial bundle and not the posterolateral bundle. Hypothesis: Anatomic two-bundle reconstruction restores knee kinematics more closely to normal than does single-bundle reconstruction. Study Design: Controlled laboratory study. Methods: Ten cadaveric knees were subjected to external loading conditions: 1) a 134-N anterior tibial load and 2) a combined rotatory load of 5-N·m internal tibial torque and 10-N·m valgus torque. Resulting knee kinematics and in situ force in the anterior cruciate ligament or replacement graft were determined by using a robotic/universal force-moment sensor testing system for 1) intact, 2) anterior cruciate ligament deficient, 3) single-bundle reconstructed, and 4) anatomically reconstructed knees. Results: Anterior tibial translation for the anatomic reconstruction was significantly closer to that of the intact knee than was the single-bundle reconstruction. The in situ force normalized to the intact anterior cruciate ligament for the anatomic reconstruction was 97% ± 9%, whereas the single-bundle reconstruction was only 89% ± 13%. With a combined rotatory load, the normalized in situ force for the single-bundle and anatomic reconstructions at 30° of flexion was 66% ± 40% and 91% ± 35%, respectively. Conclusions: Anatomic reconstruction may produce a better biomechanical outcome, especially during rotatory loads. Clinical Relevance: Results may lead to the use of a two-bundle technique.

Abstract The anterior cruciate ligament (ACL) can be anatomically divided into anteromedial (AM) and posterolateral (PL) bundles. Current ACL reconstruction techniques focus primarily on reproducing the AM bundle, but are insufficient in response to rotatory loads. The objective of this study was to determine the distribution of in situ force between the two bundles when the knee is subjected to anterior tibial and rotatory loads. Ten cadaveric knees (50 ± 10 years) were tested using a robotic/universal forcemoment sensor (UFS) testing system. Two external loading conditions were applied: a 134 N anterior tibial load at full knee extension and 15°, 30°, 60°, and 90° of flexion and a combined rotatory load of 10 N m valgus and 5 N m internal tibial torque at 15° and 30° of flexion. The resulting 6 degrees of freedom kinematics of the knee and the in situ forces in the ACL and its two bundles were determined. Under an anterior tibial load, the in situ force in the PL bundle was the highest at full extension (67 ± 30 N) and decreased with increasing flexion. The in situ force in the AM bundle was lower than in the PL bundle at full extension, but increased with increasing flexion, reaching a maximum (90 ± 17 N) at 60° of flexion and then decreasing at 90°. Under a combined rotatory load, the in situ force of the PL bundle was higher at 15° (21 ± 11 N) and lower at 30° of flexion (14 ± 6 N). The in situ force in the AM bundle was similar at 15° and 30° of knee flexion (30 ± 15 vs. 35 ± 16 N, respectively). Comparing these two external loading conditions demonstrated the importance of the PL bundle, especially when the knee is near full extension. These findings provide a better understanding of the function of the two bundles of the ACL and could serve as a basis for future considerations of surgical reconstruction in the replacement of the ACL. © 2003 Orthopaedic Research Society. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Background Locations of femoral tunnels for anterior cruciate ligament replacement grafts remain a subject of debate. Hypothesis A lateral femoral tunnel placed at the insertion of the posterolateral bundle of the anterior cruciate ligament can restore knee function comparably to anatomical femoral tunnel placement. Study Design Controlled laboratory study. Methods Ten cadaveric knees were subjected to the following external loading conditions: (1) a 134-N anterior tibial load and (2) combined rotatory loads of 10-N.m valgus and 5-N.m internal tibial torques. Data on resulting knee kinematics and in situ force of the intact anterior cruciate ligament and anterior cruciate ligament graft were collected using a robotic/universal force-moment sensor testing system for (1) intact, (2) anterior cruciate ligament-deficient, (3) anatomical double-bundle reconstructed, and (4) laterally placed single-bundle reconstructed knees. Results In response to anterior tibial load, anterior tibial translation and in situ force in the graft were not significantly different between the 2 reconstructions except at high knee flexion. For example, at 90° of knee flexion, anterior tibial translation was 6.1 ± 2.3 mm for anatomical double-bundle reconstruction and 7.6 ± 2.6 mm for laterally placed single-bundle reconstruction (P < .05). In response to rotatory loads, there were no significant differences between the 2 reconstruction procedures (4.8 ± 2.4 mm vs 4.8 ± 3.0 mm in anterior tibial translation at 15° of knee flexion, P > .05). Conclusion Lateral tunnel placement can restore rotatory and anterior knee stability similarly to an anatomical reconstruction when the knee is near extension. However, the same is not true when the knee is at high flexion angles. Clinical Relevance To reproduce the complex function of the anterior cruciate ligament, reproducing both bundles of the anterior cruciate ligament may be necessary.

Abstract Purpose To determine whether scapular morphology could predict isolated supraspinatus tendon tear propagation after exercise therapy. We hypothesised that a larger critical shoulder angle (CSA) and type III acromial morphology predict a positive change in tear size. Methods Fifty‐nine individuals aged 40–70 years with isolated symptomatic high‐grade partial or full‐thickness supraspinatus tendon tears were included. Individuals participated in a structured, individualised 12‐week exercise therapy programme and underwent ultrasound to measure tear size at baseline and 12 months following therapy. Computed tomography images were segmented to create three‐dimensional subject‐specific bone models and reviewed by three trained clinicians to measure CSA and to determine acromion morphology based on the Bigliani classification. A binary logistic regression was performed to determine the predictive value of CSA and acromion morphology on tear propagation. Results The CSA was 30.0 ± 5.4°. Thirty‐one individuals (52.5%) had type II acromial morphology, followed by type III and type I morphologies (25.4% and 22.0%, respectively); 81.4% experienced no change in tear size, four (6.8%) individuals experienced tear propagation and seven (11.9%) individuals had a negative change in tear size. No significant difference in tear propagation rates based on CSA or acromion morphology (not significant [NS]) was observed. The model predicted tear size status in 81.4% of cases but only predicted tear propagation 8.3% of the time. Overall, CSA and acromion morphology only predicted 24.3% ( R 2 = 0.243) of variance in tear propagation (NS). Conclusions CSA and acromion morphology were NS predictors of tear propagation of the supraspinatus tendon 12 months following an individualised exercise therapy programme. Level of Evidence II.

Abstract A bone bruise is generated by a bony collision that could occur when the ACL is injured, and its pattern supposedly depends on the injury mechanism and level of skeletal maturity. The objective of this study was to determine the effect of material properties and knee position on the bone bruise pattern in skeletally mature and immature subjects using finite element analysis. Finite element models were created from an MR image in the sagittal plane of a skeletally mature and immature male subject. The femur and tibia were collided at 2 m/s to simulate the impact and determine the maximum principal stress. The analysis was performed at 15, 30 and 45 degrees of knee flexion, and neutral, 10 mm anterior and posterior translated position at each flexion angle. Although high stress was distributed toward the metaphysis area in the mature model, the stress did not cross the growth plate in the immature model. The size of the stress area was larger in the mature model than those in the immature model. The location of the stress area was dependent on the joint position as well as Young's modulus of cartilage and trabecular bone. Thus, the bone bruise pattern was affected by the knee position and tissue quality. In conclusion, although the bone bruise distribution was generally called footprint of the injury, the combined evaluation of the quality of the structure and the bone bruise distribution is necessary for properly diagnosing tissue injury based on the MR imaging.

Abstract Purpose To quantify the effect of increasing the posterior tibial slope (PTS) on knee kinematics and the resultant medial and lateral meniscal forces. Methods In this controlled laboratory study, a 6 degrees of freedom (DOF) robotic testing system was used to apply external loading conditions to seven fresh‐frozen human cadaveric knees: (1) 200‐N axial compressive load, (2) 5‐N m internal tibial +10‐N m valgus torque and (3) 5‐N m external tibial + 10‐N m varus torque. Knee kinematics and the resultant medial and lateral meniscal forces were acquired for two PTS states: (1) native PTS and (2) increased PTS. Resultant forces in the medial and lateral meniscus were calculated using the principle of superposition. Results In response to 5‐N m external tibial + 10‐N m varus torque, significantly more internal tibial rotation was observed after increasing PTS at 60° ( p = 0.0156) and 90° ( p = 0.0156) flexion. Increasing PTS caused significantly more medial tibial translation from 30° to 90° flexion in response to 5‐N m internal tibial + 10‐N m valgus torque. In response to 5‐N m external tibial + 10‐N m varus torque, the resultant force in the medial meniscus at 60° flexion decreased significantly after increasing PTS (32.8%, p = 0.016). Resultant forces in the lateral meniscus decreased significantly after increasing PTS at 30° (34.5%; p = 0.016) and 90° (29.7%; p = 0.031) flexion in response to 5‐N m internal tibial + 10‐N m valgus torque. Conclusion Increasing PTS in a native knee with intact cruciate ligaments affected 6 DOF knee kinematics and decreased resultant forces in the medial and lateral meniscus by up to 35% in response to combined rotatory loads. Therefore, increasing PTS during high tibial osteotomy in a knee with intact cruciate ligaments does not increase the force carried by the entire meniscus at time zero. Level of Evidence N/A.