gms | German Medical Science

Fragestellung: In der operativen Behandlung von osteoporotischen Wirbelkörperfrakturen kann bei entsprechender Frakturmorphologie eine dorsale Stabilisierung in Kombination mit einer Corporektomie des frakturierten Wirbelkörpers notwendig sein, wobei die osteoporotische Knochenqualität möglicherweise das Risiko eines Implantatversagens erhöhen kann. Um eine bessere Stabilität zu erreichen wird bereits empfohlen, die dorsale Instrumentierung mittels zementaugmentierter Schrauben durchzuführen. Ziel der Studie war es, biomechanisch unter zyklischer Belastung zu evaluieren, ob eine zusätzliche Zementaugmentation der angrenzenden Deckplatten zur einer verbesserten Stabilität des eingebrachten Cages führt.

Methodik: Es wurden 14 frisch gefrorene, menschliche Brustwirbelsäulen mit nachgewiesener Osteoporose verwendet (BWK 2-7). Nach Entfernung der Weichteile wurden die Wirbelsäulen in Technovit eingebettet. Anschließend erfolgte eine Corporektomie von BWK 5 unter Belassen der dorsalen ligamentären Strukturen. Nach einer Randomisierung bezüglich der Knochenqualität wurden zwei Gruppen generiert: Dorsale Instrumentierung (zementierte Pedikelschrauben, Fa. Medtronic) + Cage-Implantation (CAPRI corporectomy cage, Fa. K2M) ohne zusätzliche Zementaugmentation der angrenzenden Deckplatten (Gruppe A) und dorsale Instrumentierung + Cage-Implantation mit zusätzlicher Zementaugmentation der angrenzenden Deckplatten (Gruppe B). Die anschließende axiale und zyklische Belastung wurde mit einer Frequenz von 1Hz durchgeführt, beginnend bei 200N und einer Steigerung von je 200 N nach jeweils 200 Zyklen bis maximal 2200N. Die Belastung wurde bei makroskopischem Einsinken den Cages in die Deckplatten (Implantatversagen) oder bei Erreichen der Maximalbelastung beendet.

Ergebnisse: Ein Präparat in Gruppe B konnte aufgrund einer ausgeprägten skoliotischen Fehlstellung nicht in die entsprechende axiale Belastung eingespannt werden und musste somit ausgeschlossen werden. Die mittlere Kraft bei Implantatversagen betrug in Gruppe A (keine Zementaugmentation der angrenzenden Deckplatten, n=7) 1000N ± 258,2N, bei Abbruch wurden im Mittel 1622,1 ± 637,6 Zyklen erreicht. In Gruppe B (Zementaugmentation der angrenzenden Deckplatten, n=6) betrug die mittlere Kraft bei Abbruch der Belastung 1766,7N ± 320,4N, es wurden im Mittel 3572 ± 920,6 Zyklen erreicht. Drei Präparate erreichten eine Belastung von 2000N. Die Unterschiede zwischen beiden Gruppen waren bezüglich der Versagenskraft sowie der Zyklenanzahl signifikant (p=0,006 und p=0,0047).

Schlussfolgerungen: Eine zusätzliche Zementaugmentation der Deckplatten bei Implantation eines Wirbelkörperersatzes führte im zyklischen Belastungstest zu einer signifikanten verbesserten Stabilität bei osteoporotischer Knochenqualität. Limitierend muss angemerkt werden, dass lediglich eine axiale Belastung durchgeführt wurde, so dass weitere biomechanische Studien notwendig sind, um diese Ergebnisse zu überprüfen.