PURPOSE: Numerous new all inside meniscus repair techniques using biodegradable fixation devices have become available in the last years. Few studies have dealt with the biomechanical properties of these implants so far. The aim of this study was to analyze meniscus repairs under cyclic loading conditions for different fixation devices (Meniscus Arrow, Clearfix Meniscal Screw, Meniscal Dart, BioStinger) and to compare them to standard suture techniques. MATERIAL AND METHODS: Eighty meniscus repairs on 27 medial porcine menisci were performed. For biomechanical testing loosening, number of failures, failure modes and failure loads were evaluated under cyclic and maximum loading conditions. Testing was performed on a materials testing machine. RESULTS: During cyclic loading 10 out of 40 (25%) fixation devices failed. A gap appeared between the 2 parts of the meniscus within the first loading cycles. The failure strengths obtained with the 4 meniscus fixation devices did not differ significantly (Meniscus Arrow: 44 N; Clearfix Meniscal Screw: 35 N; Meniscal Dart: 33 N; BioStinger: 54 N). Besides for the BioStinger, the values of the sutures were significantly higher. The use of a stronger suture material (PDS 0) increased the failure load significantly. During maximum loading the fixation devices failed by both pull-out of the head or the tip of the device, except for the BioStinger showing only pull-out of the head. All sutures failed by breakage, except for the PDS 0 horizontal sutures in which 50% of complete tissue failures could be noted. CONCLUSION: This study shows that meniscal fixation devices may fail under repetitive loading conditions. A gap appeared between the meniscal margins within the first loading cycles irrespective of the suture type and fixation device used. Both gapping and failure modes of the fixation devices may be design-specific. The maximum failure loads differed significantly between the bioabsorbable devices and the sutures. Stronger suture materials increased the failure loads significantly. To allow a complete evaluation of new meniscus fixation devices not only biomechanical, but also biological and clinical parameters need to be analyzed in forthcoming studies.

Purpose Numerous new all inside meniscus repair techniques using biodegradable fixation devices have become available in the last years. Few studies have dealt with the biomechanical properties of these implants so far. The aim of this study was to analyze meniscus repairs under cyclic loading conditions for different fixation devices (Meniscus Arrow, Clearfix Meniscal Screw, Meniscal Dart, BioStinger) and to compare them to standard suture techniques. Material and methods Eighty meniscus repairs on 27 medial porcine menisci were performed. For biomechanical testing loosening, number of failures, failure modes and failure loads were evaluated under cyclic and maximum loading conditions. Testing was performed on a materials testing machine. Results During cyclic loading 10 out of 40 (25%) fixation devices failed. A gap appeared between the 2 parts of the meniscus within the first loading cycles. The failure strengths obtained with the 4 meniscus fixation devices did not differ significantly (Meniscus Arrow: 44 N; Clearfix Meniscal Screw: 35 N; Meniscal Dart: 33 N; BioStinger: 54 N). Besides for the BioStinger, the values of the sutures were significantly higher. The use of a stronger suture material (PDS 0) increased the failure load significantly. During maximum loading the fixation devices failed by both pull-out of the head or the tip of the device, except for the BioStinger showing only pull-out of the head. All sutures failed by breakage, except for the PDS 0 horizontal sutures in which 50% of complete tissue failures could be noted. Conclusion This study shows that meniscal fixation devices may fail under repetitive loading conditions. A gap appeared between the meniscal margins within the first loading cycles irrespective of the suture type and fixation device used. Both gapping and failure modes of the fixation devices may be design-specific. The maximum failure loads differed significantly between the bioabsorbable devices and the sutures. Stronger suture materials increased the failure loads significantly. To allow a complete evaluation of new meniscus fixation devices not only biomechanical, but also biological and clinical parameters need to be analyzed in forthcoming studies.

PURPOSE:Numerous new all inside meniscus repair techniques using biodegradable fixation devices have become available in the last years. Few studies have dealt with the biomechanical properties of these implants so far. The aim of this study was to analyze meniscus repairs under cyclic loading conditions for different fixation devices (Meniscus Arrow, Clearfix Meniscal Screw, Meniscal Dart, BioStinger) and to compare them to standard suture techniques.MATERIAL AND METHODS:Eighty meniscus repairs on 27 medial porcine menisci were performed. For biomechanical testing loosening, number of failures, failure modes and failure loads were evaluated under cyclic and maximum loading conditions. Testing was performed on a materials testing machine.RESULTS:During cyclic loading 10 out of 40 (25%) fixation devices failed. A gap appeared between the 2 parts of the meniscus within the first loading cycles. The failure strengths obtained with the 4 meniscus fixation devices did not differ significantly (Meniscus Arrow: 44 N; Clearfix Meniscal Screw: 35 N; Meniscal Dart: 33 N; BioStinger: 54 N). Besides for the BioStinger, the values of the sutures were significantly higher. The use of a stronger suture material (PDS 0) increased the failure load significantly. During maximum loading the fixation devices failed by both pull-out of the head or the tip of the device, except for the BioStinger showing only pull-out of the head. All sutures failed by breakage, except for the PDS 0 horizontal sutures in which 50% of complete tissue failures could be noted.CONCLUSION:This study shows that meniscal fixation devices may fail under repetitive loading conditions. A gap appeared between the meniscal margins within the first loading cycles irrespective of the suture type and fixation device used. Both gapping and failure modes of the fixation devices may be design-specific. The maximum failure loads differed significantly between the bioabsorbable devices and the sutures. Stronger suture materials increased the failure loads significantly. To allow a complete evaluation of new meniscus fixation devices not only biomechanical, but also biological and clinical parameters need to be analyzed in forthcoming studies.

Zusammenfassung Ziel dieser Arbeit war es, das Verhalten verschiedener Meniskusnähte unter zyklischer Belastung zu untersuchen. Getestet wurden unterschiedliche Nahttypen (horizontale und vertikale Matratzennähte) und Fadenstärken eines resorbierbaren, monofilen Nahtmaterials (PDS 2-0, PDS 0 und PDS 1 USP). Dem Meniskus vom Schwein wurde ein kompletter peripherer Längsriss, 3 mm von der Peripherie, zugefügt. Es wurden 60 Präparate benutzt. Jede Naht wurde einzeln getestet. Es wurden 100 Belastungszyklen mit einer Traversengeschwindigkeit von 50 mm/min gefahren. Bei einer Vorlast von 5 N mit allen Präparaten wurden als Maximallast 10, 20 oder 40 N festgelegt. Nach der zyklischen Belastung wurde ein Maximaltest gefahren. Während der zyklischen Belastung entstand ein Spalt zwischen den beiden Meniskusteilen. An der Oberfläche der Naht wurde ein Einziehen der Naht beobachtet, welches als partielles Gewebeversagen definiert wurde. Die Spaltbildung war größer mit höherer Belastung und mit schwächerem Nahtmaterial ( p <0,001). Mit PDS-0- und PDS-1- wurde das partielle Gewebeversagen weniger häufig beobachtet als mit dem PDS-2-0-Nahtmaterial ( p <0,001). Die maximale Ausreißkraft war höher mit PDS-0- und PDS-1-Nähten. Mit diesen Nahtmaterialien war die Ausreißkraft von Vertikalnähten stärker als die von Horizontalnähten ( p <0,05). Mit PDS 2-0 hingegen bestand kein Unterschied zwischen Horizontal- und Vertikalnähten. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Primärstabilität von Meniskusnähten vom benutzten Nahtmaterial abhängt. Die unter zyklischer Belastung festgestellte Spaltbildung und das partielle Gewebeversagen waren mit stärkerem Nahtmaterial (PDS 0 und PDS 1) wesentlich geringer ausgeprägt als mit PDS 2-0. Vom biomechanischen Standpunkt wären demnach von den getesteten Fadenstärken aus Nahtmaterial der Stärke 0 und 1 USP bei Meniskusnähten zu bevorzugen.

Zielsetzung: Ziel der Untersuchung war, den bioresorbierbaren Meniskuspfeil (Meniscus Arrow, Bionx Implants, Blue Bell, PA, USA) mit herkömmlichen Meniskusnähten unter zyklischer Zugbelastung zu vergleichen. Material und Methode: An einem standardisierten biomechanischen Modell wurden 23 mediale Meniszi vom Schwein getestet. Die Untersuchungen wurden an einer Materialprüfmaschine (Zwick, Typ 1474, Ulm) unter einer axialen Belastung mit 100 Zyklen zwischen 5 und 20 N und anschließend unter Maximalbelastung durchgeführt. Es wurden 10 horizontale und 10 vertikale Matratzennähte mit den Nahtmaterialien PDS-2-0-USP, PDS-0-USP und PDS-1-USP und 8 Rekonstruktionen mit 13-mm-Meniskuspfeilen getestet. Ergebnisse: Weder die Meniskusnähte noch die Pfeile versagten während der zyklischen Belastung. Das Auseinanderklaffen der Meniskusränder nach einer Entspannungsperiode von 5 min betrug bei den Pfeilen im Durchschnitt 1,2 mm und jeweils 0,4, 0,5 und 0,8 mm mit den PDS-2-0-, PDS-0- und PDS-1-Nähten. Die Ausreißkraft nach zyklischer Belastung betrug im Durchschnitt bei PDS-2-0: H: 62 N, V: 61 N; bei PDS-0: H: 108 N, V: 115 N, bei PDS-1: H 92 N, V: 127 N und bei den Pfeilen 44 N. Bei den Pfeilen kam es 4-mal zu einem Ausriss der Pfeilspitze und 4-mal zu einem Durchschlüpfen des T-Balkens durch das zentrale Meniskusgewebe. Es gab keinen Zusammenhang zwischen der Zahl der im Gewebe verankerten Widerhaken und der Ausreißkraft. Während es bei Vertikalnähten nur in einer der 30 Nähte zu einem Schlüpfen der Naht durch das Gewebe kam, war dies bei 15 von 30 Horizontalnähten der Fall. Das Gewebe versagte häufiger mit zunehmender Fadenstärke (PDS-2-0: 10%, PDS-0: 50%, PDS-1: 90%). Schlussfolgerungen: 1. Die Ausreißkräfte der Meniskuspfeile waren im Vergleich zu den Nähten signifikant geringer. 2. Unter zyklischer Belastung bis 20 N versagte keiner der getesteten Pfeile. 3. Unter zyklischer Belastung kam es mit den Pfeilen zu einer signifikant größeren Spaltbildung als mit den Nähten. 4. Die Haltekraft der Pfeile korrelierte nicht mit der Zahl der im peripheren Gewebe verankerten Widerhaken. 5. Sowohl bei Horizontalnähten als auch bei Vertikalnähten konnten mit zunehmender Stärke der Fäden jeweils höhere Ausreißkräfte gemessen werden.

significant (p < 0,05). The failure strengths after cyclic loading were the following: horizontal sutures: PDS-2-0: 62 N, PDS-0: 108 N, PDS1: 92 N ‐ vertical sutures: PDS-2-0: 61 N, PDS-0: 115 N, PDS-1: 127 N ‐ arrows 44 N. The failure modes showed a tissue failure with the meniscus arrow in all cases (50% pullout of the T-bar and 50% pull-out of the tip). Whereas a complete tissue failure could be seen in only 1 of the 30 vertical sutures, these failures could be documented in 50% of the horizontal sutures (PDS-2-0: 10%, PDS-0: 50%, PDS-1: 90%). Summary and conclusions: 1. The failure strengths of the arrows were similar to previous studies and significantly inferior compared to the sutures. 2. Under cyclic loading no failure or breakage of the arrow could be seen. 3. The gap which appeared during cyclic loading was broader with the arrows. 4. The failure strengths of horizontal and vertical sutures became significantly different using stronger suture materials.