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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und
47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie

02. - 06.10.2006, Berlin

Frühzeitige in vivo Stabilisierung und Biointegration eines injizierbaren Komposits aus BMP-7 und Kalziumphosphat. Eine radiologische und biomechanische Untersuchung an der Lendenwirbelsäule des Schafs

Meeting Abstract

  • T.R. Blattert - Klinik für Unfall-, Wiederherstellungs- und Plast. Chirurgie, Universität Leipzig, Leipzig, Germany
  • W. Schmölz - Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Universität Ulm, Ulm, Germany
  • A. Weckbach - Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Universität Würzburg, Würzburg, Germany
  • L. Claes - Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Universität Ulm, Ulm, Germany
  • H.-J. Wilke - Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Universität Ulm, Ulm, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 02.-06.10.2006. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2006. DocE.7.3-1285

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2006/06dgu0170.shtml

Veröffentlicht: 28. September 2006

© 2006 Blattert et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Lumbale Fusionstechniken mit Ersatz der Spongiosa durch Kalziumphosphat sind bislang klinisch nicht mit Erfolg eingesetzt worden, da diese Biomaterialien unter den auftretenden Scher- und Biegebeanspruchungen sukzessive aufgerieben und zerstört werden. Fragestellung war daher, ob mit Hilfe der osteoinduktiven Wirkung eines Bone Morphogenetic Proteins ein osteokonduktives Biomaterial in vivo so frühzeitig stabilisiert werden kann, daß es trotz der einwirkenden biomechanischen Kräfte zur ossären Integration des Materials und zur spinalen Fusion kommt. Hierfür entwickelten wir ein injizierbares Komposit aus Kalziumphosphat und mikroverkapseltem Osteogenic Protein-1 (OP-1, BMP-7).

Methodik: Das gewählte Design entsprach einer kontrollierten, balanciert randomisierten, prospektiven Studie. Zielparameter waren verbliebenes Zementvolumen, Fusionshäufigkeit und biomechanische Eigenschaften. 14 Schafe wurden dorsal von L4 auf L6 instrumentiert. Unter endoskopischer Kontrolle erfolgten die transpedikuläre Bandscheibenausräumung L4/L5 und die Dekortikation der benachbarten Endplatten. Bei 7 Schafen wurde der Defekt mit dem Komposit (CP-OP-1) augmentiert. Die Kontrollgruppe (n=7) wurde mit dem Kalziumphosphat-Carrier ohne OP-1 (CP) behandelt. Die Tiere wurden nach 8 Wochen getötet, das Zement-Restvolumen CT-basiert gemessen sowie die Fusionshäufigkeit radiologisch (Nativ-Röntgen, CT) bestimmt. Bewegungsumfang und neutrale Zone wurden durch biomechanische Testverfahren ermittelt, wobei Kraftmomente von ±3,75 und ±7,5 Nm für jede Hauptbewegungsebene eingeleitet wurden.

Ergebnisse: Im Vergleich zur CP-Gruppe wies die CP-OP-1-Gruppe ein signifikant höheres Zement-Restvolumen auf (p=0,007, Wilcoxon-Test): Restvolumen/injiziertes Volumen CP-OP-1: 79,9 % ± 13,8 % versus Restvolumen/injiziertes Volumen CP: 54,0 % ± 6,8 %. Radiomorphologisch war die CP-Gruppe durch eine ausgeprägte Zementfragmentation, vor allem im interkorporellen Raum, sowie durch intrakorporellen Kontaktverlust an der Knochen-Zement-Grenzschicht gekennzeichnet. Im Gegensatz dazu stellten sich die Kompositplomben der CP-OP-1-Gruppe solide dar. Radiologisch erzielte die CP-OP-1-Gruppe eine Fusionsrate von 5/7 im Vergleich zu 0/7 in der CP-Gruppe (p=0,002). Biomechanisch konnte jedoch keine Verbesserung der Stabilität in den mit OP-1 behandelten Segmenten nachgewiesen werden.

Schlussfolgerung: Eine Biointegration des CP-Carriers ohne OP-1 findet nicht statt. Vielmehr verursachen auftretende Scher- und Biegekräfte eine frühzeitige CP-Fraktur mit nachfolgender Zementfragmentation und ausgeprägter –resorption. Im Gegensatz dazu ermöglicht der osteoinduktive Effekt des OP-1 eine frühzeitige in vivo-Stabilisierung des CP-OP-1, die in einer Zementintegration sowie einer soliden interkorporellen Fusion in 5/7 Fällen resultiert. Jedoch sind die initialen überbrückenden Kallus-Schichten 8 Wochen postop. zu fragil, um den eingeleiteten biomechanischen Kräften zu widerstehen.