Kurzfassung

In den letzten Jahren werden zunehmend unterschiedliche Wirbelsäulenimplantate für verschiedene Wirbelsäulenerkrankungen wie Frakturen, Bandscheibenvorfälle, Skoliosen oder auch Tumoren von unterschiedlichen Herstellern vorgestellt. Vor der klinischen Einführung sollten neue Implantate im Biomechaniklabor unter standardisierten Bedingungen auf ihre Primärstabilität und mögliche Implantatspezifische Schwächen unabhängig überprüft werden. Neue Implantate können so bewährten Implantaten...In den letzten Jahren werden zunehmend unterschiedliche Wirbelsäulenimplantate für verschiedene Wirbelsäulenerkrankungen wie Frakturen, Bandscheibenvorfälle, Skoliosen oder auch Tumoren von unterschiedlichen Herstellern vorgestellt. Vor der klinischen Einführung sollten neue Implantate im Biomechaniklabor unter standardisierten Bedingungen auf ihre Primärstabilität und mögliche Implantatspezifische Schwächen unabhängig überprüft werden. Neue Implantate können so bewährten Implantaten gegenübergestellt werden und so mögliche Vorteile oder Nachteile dargestellt werden, ohne die Gesundheit von Patienten zu gefährden.
Ziel des vorgestellten Projektes ist es zwei neue, innovative semirigide Wirbelsäulen-implantate auf ihre tatsächliche Rigidität im Vergleich zum Goldstandard eines Fixateur interns in einer Kadaverstudie zu überprüfen. Sowohl die Implantation des TFAS der Firma Archus Orthopaedics (Vertrieb: Depuy Spine) als auch die Implantation des TOPAS der Firma Implant erfordert eine vollständige Laminektomie, d.h. eine vollständige Entfernung eines Wirbelbogens. Ohne das zu implantierende System würde daraus eine vollständige Instabilität im betroffenen Bewegungssegment resultieren. Daher möchten wir dem Operateur unabhängig erhobene Daten zu den beiden Systemen und den resultierenden Bewegungsausmaßen präsentieren.
Zur Ermittlung dieser Daten sind biomechanische Tests mit Leichenpräperaten am bereits vorhandenen Spinetesters der hiesigen Unfallchirurgischen Klinik notwendig. Die Tests werden an Hand eines speziell entwickelten Wirbelsäulenprüfaufbau durchgeführt, welcher die von Panjabi [1] und Wilke [2,3] formulierten Anforderungen an Implantattest an der Wirbelsäule berücksichtigt.
Humane, osteoligamentäre Leichenwirbelsäulensegmente der Lendenwirbelsäule werden von freiwilligen Spendern entnommen und bei -20 bis -30°C bis wenige Stunden vor der Testung eingefroren. Vom Spender werden das Alter, Geschlecht, Gewicht, Größe und die Todesursache festgehalten, Ausschlusskriterien sind knöchernen Verletzungen an der Wirbelsäule, höhergradige degenerative Wirbelsäulenerkrankungen sowie Tumorerkrankungen. Das Präparat wird vor der Testung am kranialen und kaudalen Ende in Beracryl eingegossen und so in der Fixiervorrichtung des Spine-Testers befestigt. Der Spine-Tester erlaubt Schwenkbewegungen über ein Kardangelenk Schwenkbewegungen in alle drei Raumachsen. Die Bewegungen werden über einen Schrittmotor nach vorher gewählten Momenten vermittelt. Die bei der Verformungen der Wirbelsäule auftretende Kräfte werden an den freien Enden gemessen. Die segmentale Beweglichkeit wird über ein weiteres Messsystem (3D-Bewegungsanalyse CMS70P8, Hersteller: zebris Medical GmbH) ermittelt. Die Messung wird über kleine Ultraschallsender, die an jedem einzelnen Wirbelkörper bicortical verankert sind und dazugehörige Messaufnehmer an ein PC-System weitergegeben und aufgezeichnet. Die gemessen Daten und erhobenen realen Bewegungsausmaße der semerigiden Implantate können graphisch dargestellt und mit den Bewegungsausmaßen eines Fixateur intern verglichen werden. Mit Hilfe von statistischen Test kann die Signifikanz von unterschiedlichen Bewegungsausschlägen ermittelt werden und so eine Einschätzung der tatsächlichen Wirkung des Implantates an der Wirbelsäule gewonnen werden.

[1] Goel VK, Panjabi MM, Patwardhan AG, Dooris AP, Serhan H (2006) Test protocols for evaluation of spinal implants. JBJS (Am) 88:103-9;
[2] Wilke HJ, Claes L, Schmitt H, Wolf S (1994) A universal spine tester for in vitro experiments with muscle force simulation. Eur Spine J 3:91-7;
[3] Wilke HJ, Wenger K, Claes L (1998) Testing criteria for spinal implants: Recommendations for standardization of in vitro stability testing of spinal implants.
Eur Spine J 7: 148-154;
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