Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: Current Approaches to Preoperative Planning (Systematic Review)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. The number of primary anterior cruciate ligament (ACL) reconstructions increases every year, which causes an increase in revision interventions due to ACL graft failure. When studying the literature, we identify many factors that together influence the outcome of revision ACL reconstruction, but are not always taken into account by surgeons.

Aim of the review — is to perform a systematic review of studies that evaluated the outcomes of revision anterior cruciate ligament reconstructions and to identify optimal solutions to the most common problems encountered in preoperative planning.

Methods. Information search was performed in the eLIBRARY, PubMed, and Scopus databases for the period from 2013 to 2022. Studies describing the main aspects of revision ACL reconstruction were selected for analysis. Inclusion criteria were the following: mean patient follow-up period of no less than 12 months, number of observations of no less than 10 cases. After evaluation of 898 articles, 22 articles were included in the systematic review.

Results. Five main factors that should be taken into account in preoperative planning of revision ACL reconstruction have been identified: choice of the graft, necessity of reconstruction of the anterolateral complex, correction of tibial plateau deformity in the sagittal plane, determination of indications for one- or two-stage intervention, method of bone defect replacement in two-stage surgical treatment.

Conclusion. The patient’s autogenous tissues should be preferred when choosing a graft. Correction of excessive anteroposterior tibial plateau inclination angle is performed only at the second revision intervention if the inclination angle exceeds 12º. Reconstruction of the anterolateral complex should be performed in young, active patients who are involved in pivot sports and in case of severe anterior instability. When determining the possibility of performing revision ACL reconstruction in one or two stages, the canal diameter is not a crucial parameter, as it is necessary to take into account the possibility of fusion of the canals from the previous surgery with the newly created ones. If the canals have correct entry points, one-stage revision reconstruction can be performed with the canal width not exceeding 10 mm and depending on the expected diameter and type of the prepared tendon graft. Bone grafting of the secondary dilated canals in two-stage intervention can be carried out using any material, but allogenous bone or synthetic grafts have certain advantages.

About the authors

Anton S. Gofer

Tsivyan Novosibirsk Research Institute of Traumatology and Orthopaedics

Author for correspondence.
Email: a.hofer.ortho@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-3886-163X

аспирант, врач травматолог-ортопед

Russian Federation, 17, Frunze st., Novosibirsk, 630091

Aleksandr A. Alekperov

Tsivyan Novosibirsk Research Institute of Traumatology and Orthopaedics

Email: alecperov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3264-8146
Russian Federation, 17, Frunze st., Novosibirsk, 630091

Mikhail B. Gurazhev

Tsivyan Novosibirsk Research Institute of Traumatology and Orthopaedics

Email: tashtagol@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-6398-9413
Russian Federation, 17, Frunze st., Novosibirsk, 630091

Artem K. Avdeev

Tsivyan Novosibirsk Research Institute of Traumatology and Orthopaedics

Email: avdeev.artiom@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-9147-5808
Russian Federation, 17, Frunze st., Novosibirsk, 630091

Vitaliy V. Pavlov

Tsivyan Novosibirsk Research Institute of Traumatology and Orthopaedics

Email: pavlovdoc@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8997-7330
Russian Federation, 17, Frunze st., Novosibirsk, 630091

Andrey A. Korytkin

Tsivyan Novosibirsk Research Institute of Traumatology and Orthopaedics

Email: andrey.korytkin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9231-5891
Russian Federation, 17, Frunze st., Novosibirsk, 630091

References

  1. Sanders T.L., Maradit Kremers H., Bryan A.J., Larson D.R., Dahm D.L., Levy B.A. et al. Incidence of Anterior Cruciate Ligament Tears and Reconstruction: A 21-Year Population-Based Study. Am J Sports Med. 2016;44(6):1502-1507. doi: 10.1177/0363546516629944.
  2. Mall N.A., Chalmers P.N., Moric M., Tanaka M.J., Cole B.J., Bach B.R.Jr. et al. Incidence and trends of anterior cruciate ligament reconstruction in the United States. Am J Sports Med. 2014;42(10):2363-2370. doi: 10.1177/0363546514542796.
  3. Zbrojkiewicz D., Vertullo C., Grayson J.E. Increasing rates of anterior cruciate ligament reconstruction in young Australians, 2000-2015. Med J Aust. 2018;208(8):354-358. doi: 10.5694/mja17.00974.
  4. Kaeding C.C., Léger-St-Jean B., Magnussen R.A. Epidemiology and Diagnosis of Anterior Cruciate Ligament Injuries. Clin Sports Med. 2017;36(1):1-8. doi: 10.1016/j.csm.2016.08.001.
  5. Dale K.M., Bailey J.R., Moorman C.T. 3rd. Surgical Management and Treatment of the Anterior Cruciate Ligament/Medial Collateral Ligament Injured Knee. Clin Sports Med. 2017;36(1):87-103. doi: 10.1016/j.csm.2016.08.005.
  6. van Eck C.F., Schkrohowsky J.G., Working Z.M., Irrgang J.J., Fu F.H. Prospective analysis of failure rate and predictors of failure after anatomic anterior cruciate ligament reconstruction with allograft. Am J Sports Med. 2012;40(4):800-807. doi: 10.1177/0363546511432545.
  7. Wright R., Spindler K., Huston L., Amendola A., Andrish J., Brophy R. et al. Revision ACL reconstruction outcomes: MOON cohort. J Knee Surg. 2011;24(4):289-294. doi: 10.1055/s-0031-1292650.
  8. Wright R.W., Dunn W.R., Amendola A., Andrish J.T., Flanigan D.C., Jones M. et al. Anterior cruciate ligament revision reconstruction: two-year results from the MOON cohort. J Knee Surg. 2007;20(4):308-311. doi: 10.1055/s-0030-1248066.
  9. Wright R.W., Gill C.S., Chen L., Brophy R.H., Matava M.J., Smith M.V. et al. Outcome of revision anterior cruciate ligament reconstruction: a systematic review. J Bone Joint Surg Am. 2012;94(6):531-536. doi: 10.2106/JBJS.K.00733.
  10. Bogunovic L., Yang J.S., Wright R.W. Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: Contemporary Revision Options. Oper Techn Sports Med. 2013;21(1):64-71. doi: 10.1053/j.otsm.2012.12.002.
  11. MARS Group; Wright R.W., Huston L.J., Spindler K.P., Dunn W.R., Haas A.K. et al. Descriptive epidemiology of the Multicenter ACL Revision Study (MARS) cohort. Am J Sports Med. 2010;38(10):1979-1986. doi: 10.1177/0363546510378645.
  12. Erickson B.J., Cvetanovich G., Waliullah K., Khair M., Smith P., Bach B. Jr. et al. Two-Stage Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Orthopedics. 2016;39(3): e456-e464. doi: 10.3928/01477447-20160324-01.
  13. West R.V., Harner C.D. Graft selection in anterior cruciate ligament reconstruction. J Am Acad Orthop Surg. 2005;13(3):197-207. doi: 10.5435/00124635-200505000-00006.
  14. Romanini E., D'Angelo F., De Masi S., Adriani E., Magaletti M., Lacorte E. et al. Graft selection in arthroscopic anterior cruciate ligament reconstruction. J Orthop Traumatol. 2010;11(4):211-219. doi: 10.1007/s10195-010-0124-9.
  15. Colatruglio M., Flanigan D.C., Long J., DiBartola A.C., Magnussen R.A. Outcomes of 1- Versus 2-Stage Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: A Systematic Review and Meta-analysis. Am J Sports Med. 2021;49(3):798-804. doi: 10.1177/0363546520923090.
  16. Coats A.C., Johnson D.L. Two-stage revision anterior cruciate ligament reconstruction: indications, review, and technique demonstration. Orthopedics. 2012;35(11):958-960. doi: 10.3928/01477447-20121023-08.
  17. Niki Y., Matsumoto H., Enomoto H., Toyama Y., Suda Y. Single-stage anterior cruciate ligament revision with bone-patellar tendon-bone: a case-control series of revision of failed synthetic anterior cruciate ligament reconstructions. Arthroscopy. 2010;26(8):1058-1065. doi: 10.1016/j.arthro.2009.12.015.
  18. von Recum J., Gehm J., Guehring T., Vetter S.Y., von der Linden P., Grützner P.A. et al. Autologous Bone Graft Versus Silicate-Substituted Calcium Phosphate in the Treatment of Tunnel Defects in 2-Stage Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: A Prospective, Randomized Controlled Study With a Minimum Follow-up of 2 Years. Arthroscopy. 2020;36(1):178-185. doi: 10.1016/j.arthro.2019.07.035.
  19. Diermeier T., Herbst E., Braun S., Saracuz E., Voss A., Imhoff A.B. et al. Outcomes after bone grafting in patients with and without ACL revision surgery: a retrospective study. BMC Musculoskelet Disord. 2018;19(1):246. doi: 10.1186/s12891-018-2174-8.
  20. Louis M.L., D’ingrado P., Ehkirch F.P., Bertiaux S., Colombet P., Sonnery-Cottet B. et al. French Arthroscopy Society (Société Francophone d’Arthroscopie, SFA). Combined intra- and extra-articular grafting for revision ACL reconstruction: A multicentre study by the French Arthroscopy Society (SFA). Orthop Traumatol Surg Res. 2017;103(8S): S223-S229. doi: 10.1016/j.otsr.2017.08.007.
  21. Grassi A., Zicaro J.P., Costa-Paz M., Samuelsson K., Wilson A., Zaffagnini S. et al. Good mid-term outcomes and low rates of residual rotatory laxity, complications and failures after revision anterior cruciate ligament reconstruction (ACL) and lateral extra-articular tenodesis (LET). Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2020;28(2):418-431. doi: 10.1007/s00167-019-05625-w.
  22. Getgood A.M.J., Bryant D.M., Litchfield R., Heard M., McCormack R.G., Rezansoff A. et al. Lateral extra-articular tenodesis reduces failure of hamstring tendon autograft anterior cruciate ligament reconstruction: 2-year outcomes from the STABILITY. Study Randomized Clinical Trial. Am J Sports Med. 2020;48(2):285-297. doi: 10.1177/0363546519896333.
  23. Dejour D., Saffarini M., Demey G., Baverel L. Tibial slope correction combined with second revision ACL produces good knee stability and prevents graft rupture. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2015;23(10):2846-2852. doi: 10.1007/s00167-015-3758-6.
  24. Brandon M.L., Haynes P.T., Bonamo J.R., Flynn M.I., Barrett G.R., Sherman M.F. The association between posterior-inferior tibial slope and anterior cruciate ligament insufficiency. Arthroscopy. 2006;22(8):894-899. doi: 10.1016/j.arthro.2006.04.098.
  25. Hashemi J., Chandrashekar N., Gill B., Beynnon B.D., Slauterbeck J.R., Schutt R.C. Jr. et al. The geometry of the tibial plateau and its influence on the biomechanics of the tibiofemoral joint. J Bone Joint Surg Am. 2008;90(12):2724-2734. doi: 10.2106/JBJS.G.01358.
  26. Napier R.J., Garcia E., Devitt B.M., Feller J.A., Webster K.E. Increased Radiographic Posterior Tibial Slope Is Associated With Subsequent Injury Following Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Orthop J Sports Med. 2019;7(11):2325967119879373. doi: 10.1177/2325967119879373.
  27. He J., Tang Q., Ernst S., Linde M.A., Smolinski P., Wu S. et al. Peroneus longus tendon autograft has functional outcomes comparable to hamstring tendon autograft for anterior cruciate ligament reconstruction: a systematic review and meta-analysis. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2021;29(9):2869-2879. doi: 10.1007/s00167-020-06279-9.
  28. Goyal T., Paul S., Choudhury A.K., Sethy S.S. Full-thickness peroneus longus tendon autograft for anterior cruciate reconstruction in multi-ligament injury and revision cases: outcomes and donor site morbidity. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2023;33(1):21-27. doi: 10.1007/s00590-021-03145-3.
  29. MARS Group. Effect of graft choice on the outcome of revision anterior cruciate ligament reconstruction in the Multicenter ACL Revision Study (MARS) Cohort. Am J Sports Med. 2014;42(10):2301-2310. doi: 10.1177/0363546514549005.
  30. Nissen K.A., Eysturoy N.H., Nielsen T.G., Lind M. Allograft Use Results in Higher Re-Revision Rate for Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Orthop J Sports Med. 2018;6(6):2325967118775381. doi: 10.1177/2325967118775381.
  31. Barié A., Ehmann Y., Jaber A., Huber J., Streich N.A. Revision ACL reconstruction using quadriceps or hamstring autografts leads to similar results after 4 years: good objective stability but low rate of return to pre-injury sport level. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2019;27(11):3527-3535. doi: 10.1007/s00167-019-05444-z.
  32. Winkler P.W., Vivacqua T., Thomassen S., Lovse L., Lesniak B.P., Getgood A.M.J. et al. Quadriceps tendon autograft is becoming increasingly popular in revision ACL reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2022;30(1):149-160. doi: 10.1007/s00167-021-06478-y.
  33. Eggeling L., Breer S., Drenck T.C., Frosch K.H., Akoto R. Double-Layered Quadriceps Tendon Autografts Provide Lower Failure Rates and Improved Clinical Results Compared With Hamstring Tendon Grafts in Revision ACL Reconstruction. Orthop J Sports Med. 2021;9(12):23259671211046929. doi: 10.1177/23259671211046929.
  34. Ahn J.H., Son D.W., Jeong H.J., Park D.W., Lee I.G. One-Stage Anatomical Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: Results According to Tunnel Overlaps. Arthroscopy. 2021;37(4):1223-1232. doi: 10.1016/j.arthro.2020.11.029.
  35. Mitchell J.J., Chahla J., Dean C.S., Cinque M., Matheny L.M., LaPrade R.F. Outcomes After 1-Stage Versus 2-Stage Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Am J Sports Med. 2017;45(8):1790-1798. doi: 10.1177/0363546517698684.
  36. Dragoo J.L., Kalisvaart M., Smith K.M., Pappas G., Golish R. Single-stage revision anterior cruciate ligament reconstruction using bone grafting for posterior or widening tibial tunnels restores stability of the knee and improves clinical outcomes. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2019;27(11):3713-3721. doi: 10.1007/s00167-019-05467-6.
  37. Werner B.C., Gilmore C.J., Hamann J.C., Gaskin C.M., Carroll J.J., Hart J.M. et al. Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: Results of a Single-stage Approach Using Allograft Dowel Bone Grafting for Femoral Defects. J Am Acad Orthop Surg. 2016;24(8): 581-587. doi: 10.5435/JAAOS-D-15-00572.
  38. Prall W.C., Kusmenkov T., Schmidt B., Fürmetz J., Haasters F., Naendrup J.H. et al. Cancellous allogenic and autologous bone grafting ensure comparable tunnel filling results in two-staged revision ACL surgery. Arch Orthop Trauma Surg. 2020;140(9):1211-1219. doi: 10.1007/s00402-020-03421-7.
  39. Franceschi F., Papalia R., Del Buono A., Zampogna B., Diaz Balzani L., Maffulli N. et al. Two-stage procedure in anterior cruciate ligament revision surgery: a five-year follow-up prospective study. Int Orthop. 2013;37(7):1369-1374. doi: 10.1007/s00264-013-1886-5.
  40. Alm L., Drenck T.C., Frosch K.H., Akoto R. Lateral extra-articular tenodesis in patients with revision anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction and high-grade anterior knee instability. Knee. 2020;27(5):1451-1457. doi: 10.1016/j.knee.2020.06.005.
  41. Winkler P.W., Wagala N.N., Hughes J.D., Lesniak B.P., Musahl V. A high tibial slope, allograft use, and poor patient-reported outcome scores are associated with multiple ACL graft failures. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2022;30(1):139-148. doi: 10.1007/s00167-021-06460-8.
  42. Akoto R., Alm L., Drenck T.C., Frings J., Krause M., Frosch K.H. Slope-Correction Osteotomy with Lateral Extra-articular Tenodesis and Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Is Highly Effective in Treating High-Grade Anterior Knee Laxity. Am J Sports Med. 2020;48(14):3478-3485. doi: 10.1177/0363546520966327.
  43. Satora W., Królikowska A., Czamara A., Reichert P. Synthetic grafts in the treatment of ruptured anterior cruciate ligament of the knee joint. Polim Med. 2017;47(1):55-59. doi: 10.17219/pim/76819.
  44. Cook J.L., Smith P., Stannard J.P., Pfeiffer F., Kuroki K., Bozynski C.C. et al. A Canine Arthroscopic Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Model for Study of Synthetic Augmentation of Tendon Allografts. J Knee Surg. 2017;30(7):704-711. doi: 10.1055/s-0036-1597618.
  45. Сапрыкин А.C., Банцер С.А., Рябинин М.В., Корнилов Н.Н. Современные аспекты предоперационного планирования и выбора хирургической методики ревизионной реконструкции передней крестообразной связки. Гений ортопедии. 2022;28(3): 444-451. doi: 10.18019/1028-4427-2022-28-3-444-451.
  46. Saprykin A.S., Bantser S.A., Rybinin M.V., Kornilov N.N. Current Aspects of Preoperative Planning and Selection of Surgical Techniques for Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Orthopaedic Genius. 2022;28(3):444-451. (In Russian). doi: 10.18019/1028-4427- 2022-28-3-444-451.
  47. de Sa D., Crum R.J., Rabuck S., Ayeni O., Bedi A., Baraga M. et al. The REVision Using Imaging to Guide Staging and Evaluation (REVISE) in ACL Reconstruction Classification. J Knee Surg. 2021;34(5):509-519. doi: 10.1055/s-0039-1697902.
  48. Salem H.S., Axibal D.P., Wolcott M.L., Vidal A.F., McCarty E.C., Bravman J.T. et al. Two-Stage Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: A Systematic Review of Bone Graft Options for Tunnel Augmentation. Am J Sports Med. 2020;48(3):767-777. doi: 10.1177/0363546519841583.
  49. Dimitriou R., Mataliotakis G.I., Angoules A.G., Kanakaris N.K., Giannoudis P.V. Complications following autologous bone graft harvesting from the iliac crest and using the RIA: a systematic review. Injury. 2011; 42 Suppl 2:S3-15. doi: 10.1016/j.injury.2011.06.015.
  50. Inderhaug E., Stephen J.M., El-Daou H., Williams A., Amis A.A. The Effects of Anterolateral Tenodesis on Tibiofemoral Contact Pressures and Kinematics. Am J Sports Med. 2017;45(13):3081-3088. doi: 10.1177/0363546517717260.
  51. Parsons E.M., Gee A.O., Spiekerman C., Cavanagh P.R. The biomechanical function of the anterolateral ligament of the knee. Am J Sports Med. 2015;43(3):669-674. doi: 10.1177/0363546514562751.
  52. Claes S., Vereecke E., Maes M., Victor J., Verdonk P., Bellemans J. Anatomy of the anterolateral ligament of the knee. J Anat. 2013;223(4):321-328. doi: 10.1111/joa.12087.
  53. Grassi A., Ardern C.L., Marcheggiani Muccioli G.M., Neri M.P., Marcacci M., Zaffagnini S. Does revision ACL reconstruction measure up to primary surgery? A meta-analysis comparing patient-reported and clinician-reported outcomes, and radiographic results. Br J Sports Med. 2016;50(12):716-724. doi: 10.1136/bjsports-2015-094948.
  54. Devitt B.M., Bouguennec N., Barfod K.W., Porter T., Webster K.E., Feller J.A. Combined anterior cruciate ligament reconstruction and lateral extra-articular tenodesis does not result in an increased rate of osteoarthritis: a systematic review and best evidence synthesis. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2017;25(4):1149-1160. doi: 10.1007/s00167-017-4510-1.
  55. Dejour H., Bonnin M. Tibial translation after anterior cruciate ligament rupture. Two radiological tests compared. J Bone Joint Surg Br. 1994;76(5):745-749.
  56. Feucht M.J., Mauro C.S., Brucker P.U., Imhoff A.B., Hinterwimmer S. The role of the tibial slope in sustaining and treating anterior cruciate ligament injuries. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2013;21(1):134-145. doi: 10.1007/s00167-012-1941-6.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Рис. 1. Flow chart of literature searh and selection

Download (111KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».