Einfluss der Position einer lumbalen Bandscheibenprothese auf das segmentale Bewegungsverhalten

Zusammenfassung

Studienziel: Der Vorteil einer lumbalen Bandscheibenprothese liegt im Erhalt der segmentalen Beweglichkeit. Aus Finite-Element-Studien ist bekannt, dass die Prothese möglichst weit dorsal und zentral implantiert werden sollte. Ob eine dezentrale Position bei einer In-vitro-Studie mit Humanpräparaten ebenfalls einen negativen Einfluss auf das Bewegungsverhalten hat, wurde hingegen noch nicht untersucht. Methoden: Insgesamt wurden 10 lumbale humane WS-Präparate auf einem Wirbelsäulenbelastungssimulator mit reinen Drehmomenten von 2,5 bis 7,5 Nm untersucht. Neben der Flexions-/Extensionsbewegung wurde auch die Seitneigung beurteilt. Nach der Leermessung über 3 Belastungszyklen erfolgte die Implantation einer ungeführten Totalendoprothese in zentraler Position. Dann wurde eine ultraschallgestützte Bewegungsanalyse mit Referenzpunkten im Bereich der Facettengelenke durchgeführt. Zuletzt erfolgte die dezentrale, um durchschnittlich 6,2 mm versetzte Implantation und die Belastungszyklen wurden wiederholt. Ergebnisse: Beim Vergleich der Facettengelenksbewegungen wurden nach zentraler und dezentraler Protheseneinbringung folgende Werte registriert. Für die Flexionsbewegung war die Differenz der Referenzpunktbewegungen auf dem ipsilateral zur dezentralen Prothesenposition gelegenen Facettengelenk über die Belastungsstufen gemittelt bei 0,38 mm, für die Extension bei 0,33 mm, für die Seitneigung nach rechts bei 0,63 mm und für die Seitneigung nach links bei 0,24 mm. Im Bereich des kontralateralen Facettengelenks war der Unterschied für die Flexionsbewegung 0,23 mm, für die Extension 0,54 mm, für die Seitneigung nach rechts 0,18 mm und für die Seitneigung nach links 0,39 mm. Sowohl für den ipsilateralen (p = 0,0564) als auch für den kontralateralen (p = 0,2593) Referenzpunkt am Facettengelenk ließ sich keine statistisch signifikant unterschiedliche Bewegung nachweisen. Schlussfolgerungen: Beim Vergleich segmentaler Bewegungen nach zentraler und dezentraler Implantation einer lumbalen Bandscheibentotalprothese lässt sich in vitro ein Unterschied nachweisen, der jedoch nicht statistisch signifikant ist. Für den klinischen Gebrauch sollte dennoch eine möglichst zentrale Prothesenposition angestrebt werden.

Abstract

Aim of the Study: Total disc arthroplasty is reported to maintain segmental motion. From finite element studies a rather posterior and central implantation of the prosthesis is recommended. However, there is yet no in vitro study with cadaveric specimens investigating the topic of implant positioning. Methods: Ten human lumbar spines were subjected to biomechanical testing. Flexion/extension and side-bending moments were applied from 2.5–7.5 Nm on a spine load simulator. First, the intact specimens were tested in 3 load cycles while motion was monitored with regard to the facet joints under different loads by an ultrasound-based system. An unconstrained total disc prosthesis was then implanted in a central position and the different load cycles were repeated. Finally the implant was positioned in a decentral position with an average offset of 6.2 mm for repetitive data acquisition. Results: Comparison of the facet joint motion in central and eccentric prosthesis positions resulted in the following averaged differences. During flexion of the lumbar spine an average difference of the reference point excursions of 0.38 mm was recorded on the ipsilateral facet joint with reference to the decentral position. For extension, the difference was 0.33 mm on average, for right side bending a difference of 0.63 mm was recorded while left side bending resulted in an average difference of 0.24 mm. The deviation of the reference markers on the contralateral facet joint showed the following average differences: for flexion 0.23 mm and for extension 0.54 mm, respectively. For side bending right/left the differences amounted to 0.18 mm and 0.39 mm. With regard to segmental motion there was no statistically significant difference for both the ipsilateral (p = 0.0564) and the contralateral (p = 0.2593) reference marker. Conclusions: The comparison of the segmental motion after central and decentral implantation of a lumbar total disc prosthesis reveals differences that have, nevertheless, no statistical significance. However, for clinical use it is recommended to strive for a central position of the implant.

Schlüsselwörter

Bandscheibenprothese - Lendenwirbelsäule - Implantatposition - Biomechanik

Key words

total disc prosthesis - lumbar spine - position of implant - biomechanics

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