Sliding Knots and the Effect of Additional Half-Hitch Knots on Optimal Knot-Holding Capacity

체이동 매듭과 추가적인 반 매듭 증가에 따른 매듭의 장력 변화와 최적 유지력

Purpose: To evaluate the optimal number of additional half hitches for achieving an optimal knot-holding capacity (KHC) of Lockable sliding knots. Methods: Four configurations of arthroscopic knots (Duncan loop, Field knot, Giant knot, and SMC knot) were tested for their knot-holding capacity. For each knot configuration, 6 sequential knots were made including the initial sliding knot and additional 5 knots by incrementing one half hitches at a time. Each added half-hitch were in reversing half-hitches with alternate posts (RHAPs) fashion. For each sequential knot configuration, 12 knots were made by No. 2 braided sutures. On the servo-hydraulic material testing system (Instron 8511, MTS, Minneapolis, MN), cyclic loading, load to clinical failure (3-mm displacement), load to ultimate failure, and mode of failure were measured. Results: Most of the initial loop without additional half-hitch showed dynamic failure with cyclic loading. The mean displacement after the end of cyclic loading decreased with each additional half-hitches. SMC and Giant knot reached plateau to 0.1 mm or less displacement after one additional half-hitch, shereas Field and Duncan loop needed 3 additional half-hitches. The SMC and Duncan knots needed 1 additional half-hitch to reach greater than 80N at clinical failure, whefeas the other 2 knots needed2 additional half-hitches. For the load exceeding 100N for clinical failure, the SMC knot required 3 additional half-hitches and the other three knots needed 4 additional half-hitches. As the number of additional half-hitches incremented, the mode of failure switched from pure loop failure (slippage) to material failure (breakage). Duncan loop showed poor loop security in that even with 5 additional half-hitches, some failed by slippage (17%). On the other hand, after 3 additional half-hitches, the 3 other knots showed greater than 75% of failure by material breakage mode (SMC and Field 92%, Giant 75%). Conclusion: Even with its own locking mechanism, lockable sliding knot alone does not withstand the initial dynamic cyclic load. For all tested variables, SMC knot requires a minimum of 2 additional half-hitches. Duncan knot may need more than 3 additional half-hitches for optimal security. All knots showed a mear plateau in knot security with 3 or more additional half-hitches.

목적: 잠김(Locking)이 가능한 이동 매듭의 (sliding knot) 최적 매듭 유지력 (knot-holdingcapacity KHC)을 가지기 위한 추가적인 반 매듭의 (additional half-hitches) 개수를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 4가지의 관절경적 이동 매듭법 (Duncan매듭법, Field 매듭법, Giant매듭법, SMC매듭법)을 대상으로 매듭 유지력을 실험하였다. 각각의 매듭을 만들기 위해 처음의 이동 매듭과 추가적인 5개의 반 매듭으로 구성된 6개의 연속적인 매듭을 만들었다. 각각의 추가된 반 매듭은 서로 교차하며 매듭의 지대 (post)도 교차하여 매는 방식으로 (reversing half-hitches with alternate posts, RHAPS) 하였다. 각각의 연속적인 매듭을 구성하기위해 No.2 Ethibond봉합사를 이용하여 각각의 매듭 형태에 12개의 매듭을 만들었다. 매듭의 인장 및 유지력 실험은 servohydraulic material testing system(Instron 8511, MTS, Minneapolis, MN)으로 주기적 부하(cyclic loading)를 시켜, 임상적으로 실패라 규정한 3 mm의 전위가 생길 때까지의 부하 (load to clinical failure). 매듭이 완전히 실패했을 때의 부하 강도 (load to ultimate failure), 그리고 실패 형태 (mode of failure)를 측정하였다. 결과: 추가적인 반 매듭이 없는 최초의 이동 매듭 자체로는 대부분 주기적 부하에 의해 매듭의 실패를 보였다. 주기적 부하 검사에서 각각의 추가적인 반 매듭이 증가할수록 평균 전위 값은 감소하였다. SMC 매듭법과 Giant 매듭법은 하나의 추가적인 반 매듭 이후로 0.1 mm이하의 전위 값을 보였고 Field와 Duncan 매듭법은 3개의 추가 반매듭이 필요하였다. SMC 매듭법과 Duncan 매듭법은 80 N을 견디기 위해 단 하나의 추가 반 매듭이 필요하였고, Field와 Giant 매듭법은 2개의 추가 반 매듭이 필요하였다. 100 N이상의 부하를 견디기 위해서는 SMC 매듭법은 3개의 추가 반 매듭이 필요하였고, 다른 3가지의 매듭법은 4개의 추가 반 매듭이 필요하였다. 추가 반 매듭이 증가함에 따라 봉합사는 풀리는 것보다 끊어지는 양상을 보였다. Duncan매듭법은 5개의 추가 반 매듭 이후에도 풀림현상을 보였고, 다른 3개의 매듭법은 3개의 추가 반 매듭 이후엔 75%이상이 봉합사의 풀림 현상보다는 끊어지는 양상을 보였다. (SMC, Field 매듭법은 92%, Ciant 매듭법은 75%)결론: 어떤 매듭법이라도 이동 매듭법 만으로는 주기적 부하 검사를 견디지 못했다. 모든 종류의 실험에서 SMC 매듭법은 최소2개의 두개의 추가 반 매듭이 필요하였다. Duncan 매듭법은 최적 매듭 유지력을 위해 3개 이상의 추가 반 매듭이 필요하였다. 모든 매듭법에서 3개나 그 이상의 추가 반 매듭이 최적 유지력에서 정점에 가까운 양상을 보였다.