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Fragestellung: Von der Implantation von Bandscheibenprothesen verspricht man sich die Vermeidung der Degeneration angrenzender Segmente (ALD). Die biomechanische Datenlage ist nicht ausreichend.

Methodik: Die Messungen sind an 8 humanen C3/C4- und 8 C5/C6-Segmenten (68,7±13,5 Jahre) durchgeführt worden. Es wurde eine selbst konstruierte 6D-Messapparatur benutzt, die eine räumliche Auflösung von <2,4 µm für Translation und <1 mdeg für Rotation ermöglicht. Dabei waren >400 Momentaufnahmen/Bewegungszyklus möglich. Abgebildet wurden die Lage der momentanen Rotationsachse (IHA), das Bewegungsausmaß (ROM) sowie die momentane Steifigkeit.

Reine Drehmomente (225Ncm) in den drei Raumrichtungen (Axialrotation, Lateralflexion, Flexion/Extension) wurden unter verschiedenen rückwirkungsfreien Positionen der axial gerichteten Vorlast (VL, 10N bis 60N) angelegt.

Die Messungen wurden an den intakten Segmenten, dann nach Implantation der Prestige- und anschließend der Bryan Cervical Disc^®(Fa. Medtronic) durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die IHA zeigte vor Prothesen-Implantation eine ausgeprägte Wanderung im Verlauf der axialen Rotation. Ausmaß und Art der Wanderung waren abhängig von der Position der axialen VL. Bei dorsaler VL zeigte sich eine weniger ausgeprägte, bei ventraler hingegen eine erweiterte Wanderung. Die IHA lag unter zentraler Belastung bei Axialrotation durchschnittlich 67,7° (C3/C4) bzw. 77,7° (C5/C6) zur Horizontalen geneigt. Der Neigungswinkel wurde von der VL-Position kaum beeinflusst.

Gegenüber neutraler VL-Position fiel der ROM durchschnittlich auf 85,0% (C3/C4) bzw. 80,7% (C5/C6) bei dorsaler und stieg auf 116,7% (C3/C4) bzw. 143,3% (C5/C6) bei ventraler VL-Position. Erhöhung der Vorlast verminderte den ROM auf 86,4% (C3/C4) bzw. 87,0% (C5/C6).

Nach Implantation beider TDR fand sich weiterhin eine deutliche Wanderung der IHA. Das Wanderungsgebiet der IHA verschob sich bei beiden TDR bei Axialrotation. Die Wanderung der IHA war weiterhin abhängig von Position und Betrag der VL. Auch die Neigung der IHA bei Axialrotation war mit durchschnittlich ~69° (C3/C4) bzw. ~77° (C5/C6) vergleichbar.

Der ROM stieg bei C3/C4 auf 131,9% (Prestige) bzw. 140,7% (Bryan), bei C5/C6 waren es 116,2% (Prestige) bzw. 117,2% (Bryan). Die Erhöhung und die Verschiebung der VL führte zu mit den intakten Segmenten vergleichbaren Änderungen.

Eine vorlastabhängige Wanderung der IHA gehört zur physiologischen Bewegungsstruktur.

Die Ergebnisse zeigen, dass nach Implantation einer TDR eine vorlastabhängige Wanderung der IHA auftritt. Dennoch wird die Kinematik durch die TDR verändert.

Eine Prothesenimplantation führt zur Erhöhung des ROMs. Wie auch die IHA-Wanderung, ist dieser aber auch weiterhin VL-abhängig variabel.

Fazit: Die beiden Prothesen oktroyieren den Segmenten keine neue Bewegungsstruktur auf, verändern diese aber deutlich. Damit ist das Konzept aus biomechanischer Sicht ein vielversprechender Ansatz, jedoch keine optimale Lösung.