Fortschritte in der pädiatrischen Forschung
Offener Zugang

Abstrakt

Modellierung und Analyse von Frakturen der proximalen Tibiawachstumsfuge bei Jugendlichen: Theorie und potenzielle Anwendungen

Susan Basile, Xiaopeng Zhao

Hintergrund: Überlastungsverletzungen bei Kindern und Jugendlichen treten immer häufiger auf, insbesondere bei denen, die regelmäßig eine einzige Sportart ausüben. Daher ist die Vorbeugung, Früherkennung und Behandlung dieser Verletzungen von entscheidender Bedeutung. Bestehende Forschungsergebnisse bei Erwachsenen lassen sich jedoch nicht immer direkt auf analoge Fälle bei jüngeren Menschen übertragen. Diese genutzte Studie soll ein Beispiel dafür liefern, wie sowohl mathematische als auch Computermodelle werden können, um Veränderungen in Belastungsstellen, -richtungen und -größen infolge von Reifungsveränderungen auf eine Weise vorherzusagen, die in vivo nicht möglich ist. Methoden: Es wurde ein 2D-Beinstreckungsmodell erstellt und zur Berechnung der relevanten Kräfte am proximalen Kniegelenk verwendet. Einzelne Aspekte des Modells, wie z. B. Quadrizepskraft und Beinlänge, wurden geändert, um zu quantifizieren, wie sich eine Zunahme der Krafterzeugung und der Gliedmaßenlänge eines heranwachsenden Jugendlichen auf die Kräfte am Gelenk auswirken kann. Die abgeleiteten Kräfte wurden in ein 3D-Finite-Elemente-Modell eingegeben, das das relativ schwächere Epiphysenplattenmaterial eines heranwachsenden jungen Erwachsenen berücksichtigt, um die Belastungen und Beanspruchungen des Schienbeins eines Jugendlichen zu berechnen. Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigen, dass eine verkürzte Patellasehne und eine erhöhte Quadrizepsmuskelstärke möglicherweise stärker zu einer erhöhten Belastung der proximalen Tibia beitragen als Faktoren wie Größen- und Gewichtsveränderungen. Schlussfolgerungen: Die eingesetzten theoretischen und rechnerischen Methoden sind vielversprechend in ihrer Fähigkeit, potenzielle Verletzungsrisiken bei Bevölkerungsgruppen vorherzusagen, für die es keine evidenzbasierte Forschung gibt. Modelle, die Ellbogen und Schulter einbeziehen, haben ein hohes Wirkungspotenzial für junge Baseball-Werfer.