رباط‌های مصنوعی
طراحی فعلی

کاربرد اصلی رباط‌های مصنوعی مدرن در بازسازی رباط صلیبی قدامی است. بسیاری از رباط‌های مصنوعی بدنبال تقلید یا فراتر رفتن از عملکرد ACL طبیعی هستند. عملکرد مکانیکی یک رباط مصنوعی را می‌توان با مقاومت در برابر سایش، تحمل خستگی خمشی و چرخشی، و جلوگیری از لغزش یا پارگی پیوند مشخص کرد. سازگاری زیستی برای عملکرد رباط مصنوعی در داخل بدن مهم است. سازگاری زیستی به رشد جدید بافت، مربوط می‌شود مهاجرت فیبروبلاست، روند ادغام ایمپلنت استخوان، کاهش التهاب، جلوگیری از زخم نفوذ بافت، و بهبود آبدوستی است. رشد بافت و مهاجرت فیبروبلاست نشان دهندهٔ بهبود مقاومت مکانیکی رباط مصنوعی است و تجمع استخوان با استخوان اطراف می‌تواند احتمال لغزش پیوند را کاهش دهد. بسیاری از رباط‌های مصنوعی برای به حداقل رساندن التهاب و نفوذ بافت زخم طراحی شده‌اند زیرا می‌توانند از مقاومت مکانیکی جلوگیری کنند و باعث پارگی پیوند می‌شوند. طراح رباط مصنوعی برای بهبود آب دوستی تلاش می‌کند زیرا آبگریزی می‌تواند پاسخ طبیعی میزبان به اجسام خارجی را تحریک کند.
Ligament Advanced Reinforcement (LARS) یک رباط مصنوعی پیشرو در جراحی ترمیم ACL است. این رباط‌ها از پلی اتیلن ترفتالات (PET) ساخته شده‌اند. آنها از یک قسمت درون استخوانی و درون مفصلی تشکیل شده‌اند. قسمت درون استخوانی شامل الیاف طولی است که توسط یک ساختار عرضی گره خورده محدود شده‌است. این ساختار بافتنی می‌تواند به جلوگیری از تغییر شکل و سایش کمک کند. قسمت داخل مفصلی از الیاف طولی که با زاویه ۹۰ درجه پیچ خورده‌اند ساخته شده‌است. این بخش برای مقاومت در برابر خستگی و تقویت رشد بافت طراحی شده‌است. رباط‌های لیدز کیو از یک ساختار شبکه‌ای پلی استر تشکیل شده‌است که به دنبال تقلید از خواص مکانیکی ACL طبیعی است. متخلخل بودن رباط می‌تواند باعث رشد بافت شود که نشان داده شده‌است که خواص مکانیکی را بهبود می‌بخشد. پیوند مصنوعی PGA Dacron از ۷۵٪ اسید پلی گلیکولیک تخریب پذیر قابل تجزیه و ۲۵٪ نخ داکرون دائمی تشکیل شده‌است. رباط مصنوعی Kennedy LAD از روبان‌های پلی پروپیلن ساخته شده‌است. این ماده برای تقویت رشد بافت و انتقال تدریجی بار به رباط جدید طراحی شده‌است.
ACL طبیعی انسان دارای استحکام کششی در مقیاس کیلو نیوتون است، و تغییر طول آن در شکست تقریباً ۱۰٪ است. خصوصیات مکانیکی ACL طبیعی در کل جمعیت انسانی متفاوت است. قدرت ACL کودک بیشتر از یک بزرگسال است. رباط‌های مصنوعی PGA Dacron دارای مقاومت کششی نهایی نزدیک به ۳۵۰۰ نیوتون و تغییر طول نهایی متوسط تقریباً ۲۰٪ هست. رباط‌های کندی LAD دارای مقاومت کششی تقریباً 1500N در آستانهٔ شکست و سختی تقریبی ۵۰ نیوتون بر میلی‌متر هستند. رباط‌های مصنوعی Leeds-Keio دارای مقاومت کششی نهایی نزدیک به 2000N و سفتی حدود ۲۵۰ نیوتون بر میلی‌متر پس از رشد بافت هستند. رباط‌های مصنوعی LARS بسته به میزان الیاف استفاده شده، خواص مکانیکی مختلفی دارند. رباط با سایز بالاتر دارای مقاومت کششی بیشتری خواهد بود. در طول تست، یک رباط LARS اندازه ۶۰ نمایش گذاشته شد که قدرت کششی نهایی آن 2500N در حالی که یک رباط ۱۲۰ مقاومت کششی 5600N از خود نشان داد بافت‌های رشد کرده نشان داده‌اند که خواص ویسکوالاستیک را افزایش و اصطکاک را کاهش می‌هند.
برای بهبود زیست سازگاری، پوشش‌هایی به رباط‌های مصنوعی افزوده شده‌است. پوشش دهی58S وهیدروکسی آپاتیت نشان داده‌اند که باعث بهبود استخوان سازی و فعالیت سلولی در شرایط آزمایشگاهی و در مطالعات حیوانی که با استفاده از روش خیساندن روی رباط‌های PET قرار می‌گیرد. درمانهای سطحی هیدروکسی پروپیل سلولز نشان داده‌اند که باعث بهبود استخوان سازی برای رباط‌های PET در مطالعات حیوانی شده‌است. PET بدون پوشش آبگریز است، بنابراین پوشش‌ها برای بهبود آب دوستی طراحی شده‌اند. پوشش‌های اسید هیالورونیک می‌تواند آبگریزی را کاهش دهد و نشان داده‌اند که باعث کاهش بافت زخم و التهاب در داخل بدن می‌شود. پوشش‌های کامپوزیتی هیالورونیک اسید و کیتوزان را می‌توان با استفاده از روش لایه به لایه بر روی رباط‌های مصنوعی رسوب داد، و نشان داده‌اند که آن‌ها باعث تشکیل استخوان جدید در محل اتصال رباط در موش‌ها می‌شوند. از کیتوزان برای کاهش آبگریزی و بهبود استخوان سازی و رسوب مواد معدنی استفاده می‌شود، در حالی که اسید هیالورونیک باعث تقسیم و رشد سلول می‌شود. پوشش‌های پلی (سدیم استایرن سولفونات) در مطالعات حیوانی بهبود عملکرد زانو و تقلید از ACL طبیعی نشان داده‌اند.