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Fragestellung: Trotz guter Langzeitergebnisse nach Implantation zervikaler Bandscheibenprothesen (ZBP) bleibt das Risiko für sekundäres Einsteifen des Indexsegmentes und für eine Anschlusssegmentdegeneration (ASD) erhöht. Als Ursache werden u.a. Veränderungen der Biomechanik nach ZBP aufgrund höherer Belastung für Indexsegment und angrenzende Segmente vermutet. Der Einfluss der Lateralflexion auf Veränderungen der Biomechanik nach ZBP ist unzureichend untersucht. Biomechanische Charakteristika verschiedener Halswirbelsäulensegmente sind nicht bekannt. Ziel der Studie war eine vergleichende Untersuchung der biomechanischen Veränderungen in den Segmenten C3/4 und C5/6 vor und nach ZBP unter Lateralflexion.

Methodik: An 8 humanen Halswirbelsäulensegmenten C3/4 und C5/6 (5 weiblich; Ø 68,7±13,5 Jahre) wurde mittels eines etablierten 6D-Messapparates (Auflösung: <2,4*10^-3 mm für Translation; 400 Positionen/Zyklus) mono-segmental unter intakten Bedingungen (IC) sowie nach Prothesenimplantation mit der Bryan® Cervical Disc (B-ZBP, Medtronic) und der Prestige LP® Cervical Disc (P-ZBP, Medtronic) eine kinematische Analyse nach Anlage eines lateralflektierenden Drehmomentes vorgenommen. Eine axiale Vorlast in verschiedenen Positionen diente der Simulation realer Belastungen. Daten zur Ermittlung der Ausrichtung der momentanen Rotationsachse (IHA), ihrer Migrationsbewegung (Streckenlänge, Schwerpunkte) und der Segmentsteifigkeit wurden erhoben.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die IHA verlief nicht parallel zum angelegten Drehmoment, sondern in ventraler Inklination. Es ergab sich eine Kombinationsbewegung aus Lateralflexion und Translation. Nach ZBP war die Inklination in beiden Segmenten signifikant größer als unter IC. Die Segmentsteifigkeit war unter IC in beiden Segmenten höher als nach ZBP. In beiden Segmenten fand sich nach B-ZBP eine signifikant längere Streckenlänge der Migrationsbewegung im Vergleich zu IC (p=.002) und zu P-ZBP (p<.001). Im Vergleich der Segmente zeigte sich eine signifikant größere ventrale Inklination in Segment C3/4 als in C5/6 für IC, B-ZBP und P-ZBP (p<.001). Beide ZBP führten in Segment C3/4 zu einer signifikant stärkeren Abnahme der Steifigkeit im Vergleich zu C5/6 (B-ZBP: p< .001, P-ZBP: p=.008). Verschiedene Vorlastpositionen zeigten keinen relevanten Einfluss.

Stärkere ventrale Inklination, geringere Steifigkeit und längere Migrationsbewegungen nach ZBP sprechen für Änderungen der Kinematik und lassen eine reduzierte Stabilität vermuten. Der Einfluss der ZBP auf die Kinematik scheint in Segment C3/4 höher als in C5/6. Insbesondere translationale Bewegungen nahmen nach ZBP zu (B-ZBP > P-ZBP). Veränderte Kinematik mit konsekutiv erhöhter Instabilität und vermehrte translationale Bewegungen sprechen für höhere Belastung an Indexsegment und angrenzenden Segmente. Ein erhöhtes Risiko für sekundäres Einsteifen des Indexsegmentes und eine ASD ist daher anzunehmen. Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse wäre dieses Risiko zudem nach B-ZBP höher als nach P-ZBP.