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Fragestellung: Der Standardeingriff zur Behandlung der meisten degenerativen Erkrankungen der Halswirbelsäule (HWS) ist die ventrale interkorporelle Fusion. Dabei werden als Bandscheibenersatz diverse Implantate eingesetzt. Neben auto- und allogenem Knochen werden am häufigsten Cages aus Titan, Carbon oder PEEK gewählt. Bioresorbierbare Materialien stellen zwar eine Alternative dar, haben sich aber bisher klinisch nicht durchsetzen können. Ziel dieser tierexperimentellen Studie ist es, die biomechanischen und histologischen Ergebnisse sowie die Degradationskinetik nach Einsatz eines experimentell hergestellten bioresorbierbaren Magnesium-Polymer-Implantates zur intervertebralen Fusion an der HWS zu präsentieren.

Methodik: 24 ausgewachsene Schafe wurden in vier gleich große Gruppen (je 6 Tiere) mit den Studienendpunkten nach 3, 6, 12 und 24 Wochen unterteilt. Nach Diskektomie der Segmente C3/4 und C5/6 wurden die Bandscheiben mit einem autologen Knochenspan aus dem Becken in einer Höhe und einem experimentell hergestellten bioresorbierbaren Magnesium-Polymer-Cage in der zweiten Höhe in randomisierter Zuteilung ersetzt. Die Magnesium-Legierung bestand aus AZ31, das Polymer aus Poly-Epsilon-caprolacton (PCL). Alle 48 operierten Höhen wurden zusätzlich mit einer ventralen Platte stabilisiert. Jedes Tier erhielt regelmäßige Röntgenkontrollen der HWS. Nach der Euthanasie erfolgten Analysen mittels Mikro-CT zur Bestimmung der Degradationskinetik und biomechanische Testungen der Monosegmente in allen sechs Freiheitsgraden zur Beurteilung der Steifigkeit im zeitlichen Verlauf. Schließlich wurden histologische Untersuchungen zur Bewertung des Fusionsgrades und möglicher Fremdkörperreaktionen durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Beide Implantate (Knochen und Magnesium-Polymer-Cage) zeigten radiologisch zwar ein identisches Verhalten der Osseointegration. Das Volumen des Cages reduzierte sich im zeitlichen Verlauf linear mit einer Abnahme um 45% nach 24 Wochen. Die Steifigkeit nahm in Abhängigkeit der Standzeit sowohl beim Cage als auch beim Knochenspan zu, wobei diese aber bei den mit dem Knochen versorgten Segmenten nach 24 Wochen gegenüber den mit dem bioresorbierbaren Implantat behandelten in allen Bewegungsrichtungen statistisch signifikant überlegen war. Bei der histologischen Untersuchung fanden sich im Vergleich zum Knochenspan keine wesentlichen Anzeichen einer Knochenneubildung. Hingegen waren deutliche Fremdkörperreaktionen mit fortschreitender Einkapselung des Cages erkennbar.

Bei sehr guter klinischer Verträglichkeit dieses experimentell hergestellten Magnesium-Polymer-Cages und zum Knochenspan vergleichbaren radiologischen Ergebnissen zeigten jedoch die biomechanischen und histologischen Analysen gerade im langfristigen Verlauf (24 Wochen) eine Unterlegenheit des bioresorbierbaren Implantates hinsichtlich der Stabilität und der Fusion. Die aus diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse müssen in Folgestudien berücksichtigt werden und geben Anlass zu Modifikationen der Cage-Zusammensetzung.