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Fragestellung: Nukleusersatzimplantate bieten eine Alternative zur reinen Bandscheibenausräumung und können in den frühen Stadien der Degeneration den Nukleus ersetzen. Die Vorteile des Nukleusersatzes im Vergleich zum totalen Bandscheibenersatz sind, dass der Anulus Fibrosus und die Deckplatten erhalten bleiben und die Operation oft minimal invasiv durchgeführt werden kann. Verschiedene Konzepte und Ideen dieser Implantate wurden realisiert. Eine potentielle und bereits berichtete Komplikation ist die Extrusion. Derzeit gibt aber keine biomechanische Studie, die eine Versiegelung des Anulus auf Dichtigkeit und Dauerfestigkeit untersucht hat. Deshalb wurden in dieser Studie verschiedene konventionelle Bandscheibenversiegelungsmethoden auf ihre biomechanische Funktionalität und Dauerfestigkeit erprobt. Verglichen wurde der Verschluss mit Fibrinkleber(FK), Cyanoacrylatkleber(CK), Vernähen(V) und zwei Kombinationen der Kleber mit dem Vernähen(V+FK, V+CK).

Methodik: An 30 lumbalen Kalbswirbelsäulensegmenten wurde ein schräger Einschnitt in die Bandscheibe von der rechten lateralen Seite vorgenommen. Durch diesen Zugang wurde der Nukleus entfernt und mit einer Kollagen-Typ-I-Matrix ersetzt. Anschließend wurde die Bandscheibe in 5 Gruppen mit je n=6 Präparaten versiegelt: V, FK, CK, V+FK und V+CK. Zu jedem Präparatzustand (intakt, nukleotomiert, versiegelt) wurde die Flexibilität in einem Wirbelsäulenbelastungssimulator mit reinen Momenten (7.5Nm) in den drei Hauptbewegungsrichtungen bestimmt. Anschließend wurden die Segmente einer zyklischen Dauerbelastung ausgesetzt. Die Dauerbelastung wurde mit einer 5Hz oszillierender Kraft von 100-600N und einem exzentrischen Hebelarm von 40mm auf das Präparat übertragen. Die oszillierende Kraft wurde gleichmäßig auf das Präparat appliziert, indem es mit 360°/min gedreht wurde.

Ergebnisse: Die Flexibilitätsmessungen zeigten, dass die Implantate in der Lage waren die Flexibilität im Vergleich zur Defektsituation zu verbessern. Bei der Dauerfestigungsuntersuchung zeigten sich unterschiedliche Zyklenanzahlen bis zum Versagen der Anulusversiegelung. Das Vernähen hielt durchschnittlich mit 3367 Lastzyklen stand. Die Versiegelung mit Fibrinkleber versagte mit FK=2517 Lastzyklen früher als die mit Cyanoacrylatkleber. Die Kombination aus Fibrinkleber mit Vernähen konnte 8600 Lastzyklen widerstehen. Während die Kombination aus V+CK=16900 Lastzyklen standhielt.

Schlussfolgerung: Im Gegensatz zum Verzicht einer Versiegelung konnten die hier dargestellten konventionellen Methoden das Implantat länger in der Bandscheibe halten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Versiegelung mit dem alleinigen Vernähen oder die Verklebung mit Fibrinkleber keine langzeitige Dichtigkeit garantieren wird. Die beste Versiegelungsmethode war das Vernähen mit Cyanoacrylatekleber. Jedoch versagt auch diese Versiegelungsart zu früh. Diese Studie zeigt, dass die Entwicklung neuer Versiegelungsmethoden für einen erfolgreichen Nukleusersatz notwendig ist.