Fortschritte in der Wirbelsäulenchirurgie
Wirbelsäulennavigationstechnik
Bei herkömmlichen Operationen an der Wirbelsäule wird häufig während des Eingriffs eine Röntgenaufnahme durchgeführt, um die Position der Wirbelsäule oder die zufriedenstellende Platzierung von Wirbelsäulenimplantaten (z. B. Schrauben, Stangen, Haken, Platten) zu bestätigen. Oft verwenden Chirurgen während der Operation "lebende" Röntgenstrahlen (so genannte Fluoroskopie, Boden-Ah-Sko-Pee), um diese Informationen zu erhalten.
In den letzten zehn Jahren wurden große Fortschritte erzielt, die die Navigation der Wirbelsäule (oder Lokalisation) auf eine neue Höhe gebracht haben. Die Navigationstechnologie, die auch als "computergestützte Bildführung" bezeichnet wird, schreitet rasant voran. Die Wirbelsäulennavigationstechnologie ist leistungsstärker und eleganter als die einfache Röntgentechnologie. Sie verwendet einen Computer und Röntgenuntersuchungen (Röntgenbilder) des Patienten, um dem Chirurgen jederzeit genau zu zeigen, wo er sich befindet.
Die Wirbelsäulennavigationstechnologie ermöglicht es dem Chirurgen, die Wirbelsäuleninstrumente genauer zu platzieren, eine Dekompression durchzuführen (z. B. Druck auf die Nerven zu beseitigen), Tumore zu entfernen und andere Aufgaben auszuführen. Auf einem Computerbildschirm erscheinen dreidimensionale Modelle der Wirbelsäule eines Patienten mit virtuellen Darstellungen realer chirurgischer Instrumente, die die Chirurgen in der Hand halten. Operationen können sogar „virtuell“ am Computer geplant werden, bevor ein Patient unter Narkose einschläft. Zum Beispiel können Schneckendurchmesser, Länge und andere Messungen mit größerer Genauigkeit durchgeführt werden.
Die Zukunft der Wirbelsäulennavigation ist spannend. Anstatt einen Patienten für einen präoperativen CT- oder MRT-Scan zu schicken, können Chirurgen künftig Bilder im Operationssaal erhalten, mit denen sofort Computermodelle der Wirbelsäule des Patienten erstellt werden können. Diese Modelle können zur Navigation der Wirbelsäule während der Operation verwendet werden. Intraoperative CT, MRT und fluoroskopiebasierte CT bieten ein großes Potenzial. Das Endergebnis ist, dass der Chirurg auf dem Computer visuell in die Wirbelsäule eines Patienten "hinein" und aus dieser heraus "heraus" reisen "kann, wodurch er Dinge sehen kann, die das menschliche Auge während einer typischen Operation nicht sehen kann. Mit dem Fortschritt der Wirbelsäulennavigationstechnologie werden neuere minimalinvasive Techniken verfügbar.
Zukünftige Biomaterialien für Wirbelsäulenimplantate
Titan
Bisher wurden große Erfolge mit Käfigen, Stäben, Schrauben, Haken, Drähten, Platten, Bolzen und anderen Arten von Wirbelsäulenimplantaten aus Edelstahl und (neuerdings) Titanmetall erzielt. Der große Vorteil von Titan besteht darin, dass eine bessere CT- und MRT-Bildgebung nach der Implantation mit geringen Interferenzen möglich ist. Edelstahl führt zu einer deutlichen "Unschärfe" der CT- und MRT-Bilder.
Knochentransplantation
Andere Arten von Materialien, die in der Wirbelsäulenchirurgie verwendet werden, umfassen Knochentransplantationen. Der Knochen wird entweder aus dem eigenen Körper des Patienten entnommen (autologer Knochen) oder es kann Knochen aus einer Knochenbank verwendet werden. Knochenbankknochen (Allotransplantat) stammt von Leichen und wird kommerziell für die Transplantation in Patienten verarbeitet. Ein Problem ist, dass Knochenentnahmen aus dem Beckenknochen (Ileum) des Patienten chronische Schmerzen verursachen können. Zum anderen kann die Versorgung mit Leichenknochen begrenzt werden.
Knochenmorphogenetische Proteine (BMP)
Die molekularbiologischen Fortschritte werden mit diesen Fortschritten in der Navigation und im Biomaterial zusammenhängen. In Kürze werden gentechnisch veränderte Proteine mit der Bezeichnung Bone Morphogenetic Proteins (BMP) für die Knochenfusionsoperation im Handel erhältlich sein. Dies wird wahrscheinlich die Notwendigkeit beseitigen, entweder autologen Knochen oder Allotransplantatknochen zu verwenden, und all die potenziellen Morbiditäten und Einschränkungen, die mit diesen Transplantaten verbunden sind. BMP kann in einen Kollagen- (Protein-) Schwamm oder ein anderes Implantat vom Keramiktyp eingebracht und anstelle von Knochen in Bereichen der gewünschten Fusion (z. B. Bandscheibenraum, Rückseite der Wirbelsäule) verwendet werden. Daher könnten wir in Zukunft biologisch abbaubare Spacer oder "Fusionsträger" verwenden, die BMP enthalten, eine feste Fusion ermöglichen und sich dann selbst auflösen, wobei nur Fusionsknochen zurückbleiben.
Keramik und Kohlefaser
Andere Materialien wurden als Träger von Knochenersatztransplantaten oder Wirbelkörperersatz verwendet, wie Keramik und Kohlefaser. Kohlefaser ist strahlendurchlässig, dh Implantate aus diesem Material treten im Röntgenbild nicht auf. Dies hat den Vorteil, dass die Knochenfusion besser sichtbar ist. Zukünftige Entwicklungen werden noch größere Fortschritte bringen.
Kunststoffe und Polymere
Aufgrund der potenziellen Morbidität der Verwendung eines patienteneigenen Knochens (autologen Knochens) und des begrenzten Angebots an Leichenknochen wurde das Augenmerk auf die Entwicklung neuerer Materialien gerichtet, die als Abstandshalter und Leitungen für Knochentransplantatmaterial dienen. Andere Formen von Kunststoff werden entwickelt, wie beispielsweise Polyetherketon-Kombinationen, die strahlendurchlässig sind und dennoch Festigkeit und Halt bieten.
Polymilchsäure (PLA) -Polymere werden ebenfalls entwickelt, die sich im Laufe der Zeit tatsächlich biologisch abbauen können. Mit anderen Worten, das PLA wird seine Aufgabe erfüllen, indem es Knochentransplantatmaterial hält und so lange Halt bietet, bis eine Fusion stattfindet, und sich dann nach etwa einem Jahr langsam auflöst (hydrolysiert). Es werden noch andere Materialien entwickelt, die eine gewisse Flexibilität und Dynamik in einem Wirbelsäulenimplantat ermöglichen würden. Man ist sich einig, dass bestimmte Wirbelsäulenimplantate zu steif und natürlichere, flexiblere Substanzen ein besseres Substrat für die Herstellung von Implantaten sein könnten.
Auswechseln oder Regenerieren der Disc
In Zukunft kann der Austausch oder die Regeneration der Bandscheibe bei einigen Patienten die Rolle der Fusion ersetzen. Obwohl die Fusion bei vielen Patienten wahrscheinlich immer eine sehr nützliche Behandlungsform sein wird, kann es einige Patienten geben, die von einer implantierbaren künstlichen mechanischen Bandscheibe profitieren. In Europa wurden verschiedene Arten von Bandscheibenimplantaten verwendet, die derzeit in klinischen Studien in den USA getestet werden.
Der theoretische Vorteil besteht darin, dass das Ersetzen einer künstlichen Bandscheibe zu einer Verbesserung der Schmerzen und der Funktion führt, wenn eine gewisse Bewegung in einem Bandscheibenraum aufrechterhalten wird, der ansonsten durch herkömmlichere Techniken fest verschmolzen worden wäre. Andere Formen des Scheibenwechsels können darin bestehen, den inneren Kern der Scheibe nur mit einem gelartigen Material wiederherzustellen und die natürliche, kantige Auskleidung der Scheibe zu verwenden, um sie aufzunehmen (ohne eine metallische Komponente).
Ebenso aufregend ist die Möglichkeit, dass gentechnisch veränderte Zellen chirurgisch in eine entartete Bandscheibe implantiert oder injiziert werden, um das Material der Bandscheibe zu regenerieren, das wie die Bandscheibe, mit der wir alle geboren sind, als Stoßdämpfer dienen kann. Es gibt bereits einige Erfahrungen mit der Verwendung von künstlichen Zellen bei der Reproduktion von Knorpel, so dass die Möglichkeit der Verwendung in der Wirbelsäule real ist.
Zusammenfassung
Die großen Fortschritte in den letzten zehn Jahren haben es Ärzten ermöglicht, Wirbelsäulenerkrankungen wirksamer zu behandeln. Weitere Fortschritte in der Biomaterialentwicklung, computergestützte bildgestützte Technologie und Molekularbiologie von Knochen und Bandscheibe werden zusammengeführt, um sehr leistungsfähige Techniken zur Behandlung von Wirbelsäulenerkrankungen zu entwickeln. Es ist diese Integration der aufkommenden Technologie und der biologischen Fortschritte, die zu kleineren Schnitten, weniger Traumata für normales Gewebe, einer schnelleren Heilungszeit, einer gleichwertigen oder besseren Linderung von Schmerzen und neurologischen Problemen und einer schnelleren Rückkehr zum Funktionsstatus führt.
Dieser Artikel ist ein Auszug aus dem von Dr. Stewart Eidelson herausgegebenen Buch Save Your Aching Back and Neck: Ein Leitfaden für Patienten .
