Hamstring tendon graft fixation in ACL reconstruction is a critical step in restoring knee stability after an anterior cruciate ligament (ACL) rupture. The procedure involves positioning a tendon graft within prepared bone tunnels or sockets and securing it to the femur and tibia using specialized orthopedic fixation devices.

Hamstring autografts, commonly harvested from the semitendinosus tendon and sometimes the gracilis tendon, are widely used in ACL reconstruction because they provide a biological graft capable of functioning as a ligament substitute after incorporation and remodeling.

However, successful ACL reconstruction depends not only on graft selection but also on accurate tunnel positioning, appropriate graft tension, fixation stability, biological healing, and postoperative rehabilitation.

Two important fixation principles are commonly used:

  • Suspensory fixation: A cortical button and loop construct secures the graft at the outer bone cortex.

  • Aperture fixation: An interference screw or another fixation device secures the graft closer to the entrance of the bone tunnel.

In many ACL reconstruction procedures, surgeons combine different fixation methods on the femoral and tibial sides.

The fundamental fixation concept is:

Hamstring Tendon Harvesting → Graft Preparation → Femoral and Tibial Tunnel Creation → Graft Passage → Femoral Fixation → Tibial Fixation → Graft Tensioning

Within the ORTHOSYN arthroscopy portfolio, Femoral Lift fixation systems, Fixed-Loop buttons, and Interference Screws represent different technologies used in orthopedic ligament reconstruction.

Understanding how these fixation systems work is important for orthopedic surgeons, sports medicine specialists, and medical device professionals.

What Is a Hamstring Tendon Graft?

A hamstring tendon graft is a biological tissue graft obtained from one or more tendons located along the posterior and medial regions of the thigh.

The most commonly used tendons include:

  • Semitendinosus tendon

  • Gracilis tendon

These tendons may be prepared individually or combined to create a graft of the required diameter and length.

Depending on the surgical technique, the graft may be folded into multiple strands.

Common configurations include:

  • Four-strand hamstring graft

  • Three-strand hamstring graft

  • Five- or six-strand graft constructs

  • All-inside ACL graft configurations

The selected graft configuration depends on available tendon length, graft diameter, fixation method, and surgical technique.

Why Are Hamstring Tendons Used in ACL Reconstruction?

Hamstring tendons are used because they provide a strong biological tissue option for replacing a ruptured ACL.

Potential considerations include:

  • Availability of autologous tendon tissue

  • Ability to prepare different graft configurations

  • Avoidance of bone-block harvesting

  • Compatibility with several fixation systems

  • Established use in ACL reconstruction

However, hamstring grafts are not universally superior to patellar tendon or quadriceps tendon grafts.

Graft selection depends on patient characteristics, activity level, surgical objectives, and surgeon experience.

What Happens During ACL Reconstruction?

ACL reconstruction replaces a ruptured anterior cruciate ligament with a tendon graft.

The graft is positioned along a planned anatomical pathway between the femur and tibia.

The procedure generally involves:

  1. Arthroscopic assessment of the knee

  2. Hamstring tendon harvesting

  3. Graft preparation and measurement

  4. Femoral tunnel or socket preparation

  5. Tibial tunnel or socket preparation

  6. Graft passage

  7. Femoral fixation

  8. Tibial fixation

  9. Graft tensioning and stability assessment

The objective is to establish a stable mechanical construct that supports the graft during biological incorporation.

Why Is Graft Fixation Important in ACL Reconstruction?

Immediately after reconstruction, the tendon graft has not yet fully integrated into the surrounding bone.

The fixation devices must maintain graft position during the early healing period.

The fixation construct is exposed to forces generated by knee movement, rehabilitation, and daily activities.

Important fixation requirements include:

  • Resistance to graft slippage

  • Appropriate initial mechanical stability

  • Maintenance of graft tension

  • Compatibility with graft diameter

  • Accurate implant placement

  • Support for tendon-to-bone healing

The mechanical fixation system provides initial stability while biological incorporation develops.

However, fixation strength alone does not guarantee successful ACL reconstruction.

How Is a Hamstring Tendon Graft Prepared?

After harvesting, the tendon is cleaned and prepared according to the selected reconstruction technique.

Preparation may include:

  • Removal of residual muscle tissue

  • Tendon length measurement

  • Graft diameter measurement

  • Folding into multiple strands

  • Suturing of graft ends

  • Connection to a cortical suspensory fixation device

The graft must be compatible with the planned tunnel or socket dimensions.

For example, a four-strand hamstring graft may be connected to a femoral cortical button through a loop construct.

The opposite graft end may be prepared for tibial interference screw fixation or another compatible fixation method.

How Is the Femoral Side of a Hamstring Graft Fixed?

Femoral fixation secures the graft within the femoral tunnel or socket.

Common fixation methods include:

  • Fixed-loop cortical buttons

  • Adjustable-loop cortical buttons

  • Interference screws

  • Other compatible fixation devices

Suspensory cortical button fixation is frequently used with hamstring tendon grafts.

What Is Femoral Cortical Suspensory Fixation?

Cortical suspensory fixation uses a button positioned against the outer cortex of the femur.

A high-strength loop connects the button to the tendon graft.

The mechanical pathway is:

Femoral Cortex → Cortical Button → Suture Loop → Hamstring Tendon Graft

After the graft is introduced into the femoral socket, the button is deployed and positioned against the lateral femoral cortex.

The loop supports the graft and maintains its position within the prepared socket.

The surgeon must verify correct button deployment and positioning.

What Is Fixed-Loop Femoral Fixation?

A fixed-loop femoral fixation system uses a cortical button connected to a loop of predetermined length.

The loop length is selected before implantation.

The graft is attached to the loop and positioned within the femoral socket.

How Does Fixed-Loop Fixation Work?

The general sequence is:

  1. Measure the femoral socket and planned graft position.

  2. Select the appropriate fixed-loop length.

  3. Attach the graft to the fixation loop.

  4. Pass the button through the femoral tunnel.

  5. Deploy the button outside the lateral femoral cortex.

  6. Position the graft within the femoral socket.

  7. Verify the fixation construct.

Fixed-loop systems require careful preoperative or intraoperative measurement because the loop length is not designed for subsequent shortening.

ORTHOSYN Fixed-Loop Femoral Fixation

ORTHOSYN offers Fixed-Loop cortical fixation configurations with predetermined loop lengths.

The available range includes 15–45 mm, depending on the selected product configuration.

These systems represent a suspensory fixation option for applicable ligament reconstruction procedures.

What Is Adjustable-Loop Femoral Fixation?

An adjustable-loop femoral fixation system allows the surgeon to modify the effective loop length during implantation.

The button is positioned against the femoral cortex, and the graft can then be advanced into the socket by shortening the adjustable loop.

The basic sequence is:

Button Deployment → Loop Adjustment → Graft Advancement → Final Tensioning

This design provides intraoperative flexibility in graft positioning.

How Does Adjustable-Loop Fixation Work?

The surgeon generally:

  1. Prepares the femoral socket.

  2. Connects the graft to the adjustable-loop system.

  3. Passes the cortical button through the femoral tunnel.

  4. Deploys the button against the lateral femoral cortex.

  5. Shortens the loop to advance the graft into the socket.

  6. Adjusts graft positioning and tension according to the surgical technique.

  7. Verifies button placement and fixation stability.

Some systems include additional locking or retensioning steps.

The specific procedure depends on the implant design and instructions for use.

ORTHOSYN Femoral Lift Fixation Systems

ORTHOSYN provides adjustable-loop femoral fixation technologies within its ACL/PCL reconstruction portfolio.

ORTHOSYN Femoral Lift From Bottom

Product Code: ORT-LS-1001

This system uses an adjustable suspensory fixation configuration.

It is designed around the principle of cortical button fixation with intraoperative loop adjustment.

ORTHOSYN Femoral Lift From Top

Product Code: ORT-LS-3001

This system also utilizes an adjustable-loop cortical fixation concept.

The configuration provides another approach to graft positioning and loop adjustment.

Both product families represent suspensory fixation technologies.

Their exact deployment, adjustment, and locking sequences must follow the corresponding product instructions for use.

For product information, visit the ORTHOSYN official website.

Fixed-Loop vs Adjustable-Loop Fixation

Both systems use cortical suspensory fixation, but they differ in how loop length is established.

Characteristic

Fixed-Loop Fixation

Adjustable-Loop Fixation

Loop length

Predetermined

Adjustable during implantation

Graft positioning

Based on selected loop length

Can be adjusted after button deployment

Femoral fixation

Cortical button

Cortical button

Tunnel measurement

Important for loop selection

Important for graft positioning and adjustment

Main consideration

Correct loop-length selection

Correct adjustment and locking

ORTHOSYN examples

Fixed-Loop systems

Femoral Lift From Top / From Bottom

Neither technology should be considered universally superior.

Biomechanical performance can vary between individual devices, and clinical outcomes depend on the complete reconstruction technique.

How Is the Tibial Side of a Hamstring Graft Fixed?

After femoral fixation, the graft must also be secured on the tibial side.

Tibial fixation methods include:

  • Interference screws

  • Cortical suspensory fixation

  • Screw-and-washer constructs

  • Other compatible fixation devices

Interference screw fixation is a commonly used method for securing soft tissue grafts within the tibial tunnel.

What Is Interference Screw Fixation?

An interference screw is inserted into the bone tunnel alongside the tendon graft.

The screw creates mechanical compression between the graft and the tunnel wall.

The fixation principle is:

Tibial Bone Tunnel → Hamstring Graft → Interference Screw → Graft Compression

The objective is to limit graft movement and maintain fixation during the initial healing period.

How Is an Interference Screw Inserted?

The surgeon generally:

  1. Positions the graft within the tibial tunnel.

  2. Establishes the intended graft tension.

  3. Positions the knee according to the selected fixation technique.

  4. Introduces the interference screw alongside the graft.

  5. Advances the screw to the planned depth.

  6. Evaluates fixation stability.

  7. Performs final graft tension and knee stability checks.

The screw diameter and length depend on tunnel dimensions, graft configuration, bone quality, and implant-specific recommendations.

What Materials Are Used in Interference Screws?

Interference screws can be manufactured from different materials.

Common categories include:

  • Titanium

  • PEEK

  • Bioabsorbable polymers

  • Bioabsorbable polymer-ceramic composites

Each material has different mechanical, imaging, and degradation characteristics.

Titanium Interference Screws

Titanium interference screws provide rigid metallic fixation.

They are nonabsorbable and remain in the bone unless removed for a specific clinical reason.

PEEK Interference Screws

PEEK interference screws are nonabsorbable polymer implants.

They provide mechanical fixation without a metallic screw body.

Bioabsorbable Interference Screws

Bioabsorbable screws are designed to undergo material degradation over time.

Their behavior depends on polymer composition, manufacturing characteristics, and the biological environment.

Degradation does not automatically imply complete replacement by native bone.

ORTHOSYN Interference Screw Portfolio

ORTHOSYN offers different interference screw technologies for applicable ligament reconstruction procedures.

ORTHOSYN Titanium Interference Screws

Available diameters include:

  • 7 mm

  • 8 mm

  • 9 mm

  • 10 mm

Available lengths include:

  • 25 mm

  • 30 mm

ORTHOSYN PEEK Interference Screws

ORTHOSYN also provides PEEK interference screw technology for compatible ligament fixation procedures.

The selected screw dimensions must match the planned tunnel and graft configuration.

ORTHOSYN I-BONE Bioabsorbable Interference Screws

The I-BONE portfolio includes:

PLA Bioabsorbable Interference Screws

Transparent polymer-based configurations.

PLDLLA + TCP Bioabsorbable Interference Screws

Polymer-ceramic composite configurations.

Available dimensions include:

  • Diameters: 7, 8, 9, and 10 mm

  • Lengths: 25 and 30 mm

The appropriate screw must be selected according to product indications, tunnel geometry, graft characteristics, and surgical requirements.

Femoral Suspensory Fixation vs Tibial Interference Screw Fixation

A common ACL reconstruction configuration combines femoral cortical suspensory fixation with tibial interference screw fixation.

Characteristic

Femoral Suspensory Fixation

Tibial Interference Screw Fixation

Fixation location

Outer femoral cortex

Tibial bone tunnel

Main device

Cortical button and loop

Interference screw

Fixation mechanism

Suspensory support

Graft compression against bone

Typical role

Femoral graft fixation

Tibial graft fixation

Important consideration

Button deployment and loop position

Screw positioning and graft compression

This combination uses two different mechanical principles to secure the same graft.

However, other femoral and tibial fixation combinations are also used in clinical practice.

How Is Graft Tension Adjusted During ACL Reconstruction?

Graft tensioning is an important part of ACL reconstruction.

Insufficient tension may contribute to residual laxity, while excessive tension may restrict knee movement or alter joint mechanics.

The surgeon evaluates graft tension according to the selected surgical technique.

Important considerations include:

  • Knee flexion angle

  • Graft positioning

  • Femoral fixation stability

  • Tibial fixation stability

  • Graft pretensioning

  • Cyclic knee movement

  • Final knee stability

The appropriate tensioning protocol depends on graft type, fixation system, and surgical technique.

There is no single universally appropriate tension value for every ACL reconstruction.

What Is Graft-Tunnel Motion?

Graft-tunnel motion refers to movement of the graft within the prepared bone tunnel or socket.

Two commonly discussed biomechanical concepts are:

Bungee Effect

Longitudinal graft movement along the tunnel axis.

Windshield-Wiper Effect

Transverse graft movement within the tunnel.

These phenomena are discussed in relation to fixation distance, graft-tunnel interaction, and tunnel enlargement.

However, the clinical significance depends on multiple factors, and the presence of suspensory fixation does not automatically mean that clinically important tunnel widening will occur.

Why Is Tunnel Positioning Important?

The femoral and tibial tunnels establish the reconstructed graft pathway.

Incorrect tunnel positioning can alter graft tension and knee biomechanics.

Important considerations include:

  • Anatomical ACL footprint identification

  • Femoral tunnel orientation

  • Tibial tunnel positioning

  • Avoidance of graft impingement

  • Appropriate graft length within the socket

  • Compatibility with fixation devices

Even a mechanically strong fixation construct cannot fully compensate for substantially incorrect graft positioning.

What Is Tendon-to-Bone Healing?

Hamstring tendon grafts require biological incorporation into the surrounding bone.

This process involves cellular activity, tissue remodeling, and the development of an interface between the tendon and bone.

The simplified sequence is:

Initial Mechanical Fixation → Biological Incorporation → Graft Remodeling → Functional Adaptation

The process develops over months and is influenced by several factors.

Fixation devices provide mechanical support while biological healing progresses.

What Factors Affect Hamstring Graft Healing?

Important factors include:

  • Graft quality

  • Graft diameter

  • Tunnel positioning

  • Fixation stability

  • Patient age

  • Activity level

  • Biological healing capacity

  • Associated knee injuries

  • Rehabilitation compliance

  • Return-to-sport timing

No fixation device can eliminate all risks of graft failure.

How Long Does Recovery Take After Hamstring ACL Reconstruction?

Recovery varies according to the surgical technique, associated injuries, rehabilitation progress, and patient-specific factors.

Rehabilitation generally includes several stages.

Early Recovery

The initial phase focuses on swelling management, restoration of knee extension, quadriceps activation, and safe mobility.

Progressive Strengthening

Strengthening exercises are gradually introduced for the quadriceps, hamstrings, and surrounding muscles.

Neuromuscular Training

Balance, coordination, and movement control are progressively developed.

Sport-Specific Rehabilitation

Higher-demand activities are introduced after appropriate functional assessment.

Return to pivoting sports commonly requires at least 9 months, and some patients require longer.

Return-to-sport decisions should be based on objective functional criteria, psychological readiness, and clinical assessment rather than time alone.

What Are the Potential Complications of Hamstring Graft Fixation?

Potential complications include:

  • Graft slippage

  • Fixation failure

  • Residual knee instability

  • Graft rupture

  • Tunnel widening

  • Knee stiffness

  • Infection

  • Persistent pain

  • Hardware-related complications

  • Delayed graft incorporation

The risk of complications depends on the patient, fixation method, surgical technique, and rehabilitation.

ORTHOSYN Solutions for ACL Reconstruction

ORTHOSYN offers several fixation technologies relevant to ligament reconstruction procedures.

ORTHOSYN Femoral Lift From Bottom

Adjustable-loop cortical suspensory fixation.

Reference: ORT-LS-1001

ORTHOSYN Femoral Lift From Top

Adjustable-loop cortical suspensory fixation.

Reference: ORT-LS-3001

ORTHOSYN Fixed-Loop Fixation Systems

Cortical button fixation with predetermined loop lengths.

ORTHOSYN Titanium Interference Screws

Metallic interference fixation technology.

ORTHOSYN PEEK Interference Screws

Nonabsorbable polymer-based interference fixation.

ORTHOSYN I-BONE Bioabsorbable Interference Screws

PLA and PLDLLA + TCP screw configurations.

These product families support different principles of ACL graft fixation:

Femoral Cortical Fixation → Graft Positioning → Tibial Fixation → Mechanical Stability

The selected fixation construct must follow the specific device indications, compatibility requirements, and instructions for use.

For more information about available orthopedic fixation technologies, visit ORTHOSYN Medical.

Conclusion

Hamstring tendon graft fixation in ACL reconstruction involves securing a prepared tendon graft to the femur and tibia using compatible fixation devices.

Femoral fixation commonly uses cortical suspensory systems, including Fixed-Loop and Adjustable-Loop buttons.

Tibial fixation frequently uses interference screws manufactured from titanium, PEEK, or bioabsorbable materials.

The fundamental fixation principles are:

Femoral Cortex → Cortical Button → Suspensory Loop → Hamstring Graft

Tibial Tunnel → Hamstring Graft → Interference Screw → Graft Compression

Within the ORTHOSYN arthroscopy portfolio, Femoral Lift systems, Fixed-Loop devices, and Interference Screws represent different technologies for ligament reconstruction.

Successful ACL reconstruction depends on anatomical graft positioning, appropriate fixation stability, biological incorporation, and structured rehabilitation.

hamstring-graft-fixation-in-acl-reconstruction-orthosyn---orthosyn