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Knochentransplantat-Typen für die Wirbelsäulenfusionschirurgie

Wirbelsäulenfusion ist eine sehr häufige Rücken- und Nackenoperation. Im einfachsten Sinne besteht das Ziel einer Wirbelsäulenfusion darin, 2 Wirbelknochen (Wirbel) miteinander zu verschmelzen, so dass 1 solider Knochen entsteht und die Stabilität der Wirbelsäule wiederhergestellt oder die Ausrichtung wiederhergestellt wird. Um die Knochenfusion zu stimulieren, verwendet ein Wirbelsäulenchirurg einen zusätzlichen Knochen, der als Knochentransplantation bezeichnet wird . Dieses Transplantatmaterial ist notwendig, um den Körper dazu zu bringen, dass lebender Knochen die Lücke überquert und sich mit der anderen Seite verbindet. In diesem Artikel werden die verschiedenen Arten von Knochentransplantaten vorgestellt, die heute erhältlich sind.

Ihr Wirbelsäulenchirurg kann 1 Art Knochentransplantat oder eine Kombination in Ihrer Praxis verwenden. Ihr Arzt wird Ihr Alter, Ihren spezifischen Zustand der Wirbelsäule und Ihren allgemeinen Gesundheitszustand berücksichtigen, wenn er entscheidet, welche Art von Knochentransplantat verwendet wird.

Echter Knochen gegen Knochentransplantatersatz gegen Stammzellmodifikatoren

Knochentransplantat fällt in 1 von 3 Kategorien:

Echter Knochen
Knochenersatz
Spezielle Proteine oder Stammzellmodifikatoren namens Bone Morphogenic Protein (BMP)

Echter Knochen bezieht sich auf ein Knochentransplantat, das aus Ihrem eigenen Körper stammt (bekannt als Autotransplantat oder autogen) oder von einem Leichenspender (Allotransplantat genannt) entnommen wurde.

Knochentransplantatersatzstoffe sind Materialien, die versuchen, die Vorteile von transplantiertem Knochen nachzubilden, ohne die Nebenwirkungen, die selten, aber möglicherweise auftreten können.

Heutzutage sind Autotransplantate und Allotransplantate aus menschlichem Knochen die häufigsten Knochentransplantationsoptionen für Patienten mit Wirbelsäulenfusion. Knochentransplantatersatzprodukte sind jedoch weit verbreitet und werden nach einer im World Journal of Orthopaedics veröffentlichten Übersicht über Knochentransplantatersatzprodukte aus dem Jahr 2015 jährlich für mehr als 2 Millionen Operationen weltweit eingesetzt. ¹

Nachfolgend erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten von Knochentransplantaten.

Autotransplantat oder autogenes Knochentransplantat

Das Autotransplantat-Knochentransplantat wird aus Ihrem eigenen Körper entnommen, höchstwahrscheinlich aus Ihrer Hüfte (wirklich dem Becken), den Rippen oder dem Bein. Der Chirurg kann auch Knochen aus der Wirbelsäule entnehmen, die als lokales Autotransplantat bezeichnet wird. Lokales Autotransplantat kommt vom Wirbel selbst und kann von entfernten Knochensporen, Lamina oder Teilen des Dornfortsatzes stammen, die während Fusionsoperationen entfernt wurden, die Knochen entfernen, um eingeklemmte Nerven zu dekomprimieren. Da dieser Knochen entfernt werden muss, um die Nerven zu dekomprimieren, kann er zur Verwendung als Transplantat recycelt werden.

Autotransplantatknochen ist die beliebteste Art von Knochentransplantat, da kein Risiko einer Krankheitsübertragung besteht und Ihr Körper die Transplantation gut akzeptiert, da der Knochen aus Ihrem eigenen Körper stammt. Da Ihr Körper bereits mit dem Knochen vertraut ist, schafft er die optimale Umgebung für eine gesunde Knochenfusion.

Während die Vorteile von Autotransplantaten zahlreich sind und sich Knochenersatzmaterialien nur schwer replizieren lassen, gibt es einige Nachteile. Durch die Entnahme von Knochen aus dem eigenen Körper kann sich die Operationszeit verlängern (wenn der Knochen nicht aus dem Wirbel entnommen wird), da der Eingriff um eine zusätzliche Operationsstelle erweitert wird. Eine Entnahme aus dem Becken erhöht auch die Kosten Ihrer Operation und kann zu mehr postoperativen Schmerzen führen. Der Vorteil ist jedoch, dass dieser Knochen viel besser ist, da er Ihre eigenen Zellen enthält, die sofort zur Arbeit gehen, um den Fusionsprozess zu starten.

Allotransplantatknochen

Allotransplantat ist Knochen, der von einem Spender stammt - diese Art von Knochentransplantat wird von einem Leichnam entnommen. Allotransplantate bilden keinen neuen Knochen wie Autotransplantate, da dieser Knochen keine „lebendigen“ knochenbildenden Zellen aufweist. Sie bieten vielmehr einen Rahmen für das Wachstum des neuen Knochens wie ein Gerüst, damit die Knochenzellen wachsen können. Schließlich werden die neuen Knochenzellen den Spenderknochen umbauen und ersetzen.Um die Übertragung von Krankheiten zu verhindern, wird der Allotransplantatknochen gründlich desinfiziert.

Während das Allotransplantat den Vorteil hat, dass keine zusätzliche Operationsstelle für das Autotransplantat erforderlich ist, weisen die Nachteile ein geringes Risiko für die Übertragung von Krankheiten und eine verringerte Knochenstärke auf, da beim Desinfizieren des Knochens Knochenwachstumszellen und -proteine eliminiert werden. Die Zeit bis zur Fusion ist ebenfalls verlängert, da sich in diesem Transplantat keine Wirtsknochenzellen befinden.

Knochenersatz

Demineralisierte Knochenmatrix (DBM)
Demineralisierte Knochenmatrix (DBM) ist Allotransplantatknochen, dessen Mineralgehalt (Kalzium) entfernt wurde. Was im Knochen übrig bleibt, sind proteinbasierte wachstumsstimulierende Substanzen wie Kollagen, Proteine und Wachstumsfaktoren. DBM gibt es in verschiedenen Formen - Pulver, Granulat, Kitt, Gel, Chip - und aufgrund seiner verarbeiteten Natur ist es aus Sicht der Krankheitsübertragung risikoarm. DBM ist jedoch nicht stark genug, um die Knochenfusion von selbst zu fördern. Daher wird es normalerweise mit anderen Transplantaten kombiniert.

Ersatzstoffe auf Keramikbasis und synthetische Knochentransplantat-Extender
Keramik, Calciumsulfat, Calciumphosphat und andere synthetische Knochenersatzmaterialien sind übliche Knochenersatzmaterialien. Ihre Zusammensetzung ist ähnlich wie bei Allotransplantaten. Und wie Allotransplantate fördern synthetische Ersatzstoffe das Wachstum neuer Knochen auf ihrer Oberfläche, bevor sie sich auflösen, sobald der neue Knochen vorhanden ist.

Keramik- und synthetische Knochentransplantat-Extender bieten eine Reihe von Vorteilen: Sie haben kein Risiko für die Übertragung von Krankheiten, sind ungiftig, leicht sterilisierbar und können in verschiedenen Größen und Formen hergestellt werden. Der Hauptnachteil ist ihre begrenzte Stärke. Diese Transplantate sind vielversprechend, da sie als Gerüst fungieren (als Rahmen für das Knochenwachstum), aber sie können das Knochenwachstum nicht alleine stimulieren.

Knochenmorphogenetische Proteine (BMPs)
Sie produzieren auf natürliche Weise knochenmorphogenetische Proteine (BMPs) und diese Substanzen fördern die Knochenheilung nach der Fusion, da diese Substanzen Ihre eigenen Stammzellen dazu anregen, sich in Knochenzellen zu verwandeln. Es wurde auch gezeigt, dass sie Nebenwirkungen auf Allotransplantat- und Knochentransplantatersatzstoffe reduzieren. Während eine große Menge Knochen erforderlich ist, um nur eine kleine Menge BMP zu extrahieren, entwickeln Wissenschaftler die Proteine gentechnisch, um sie leichter zugänglich zu machen. Die Verwendung von BMP birgt potenzielle Risiken. Daher muss der Chirurg Erfahrung mit dieser Substanz haben. Verwendungen dieses Materials können "off label" sein oder außerhalb der offiziellen Verwendungskriterien verwendet werden. BMP muss mit einem Strukturmittel wie Knochentransplantat oder Ersatzstoffen verwendet werden.

Transplantat-Verbundwerkstoffe
Ein Knochentransplantat-Komposit ist die Kombination von Substanzen, um den größten Knochenfusionserfolg zu erzielen. Zu den gebräuchlichen Kombinationen gehören Kollagen und Keramik, um die Struktur des eigenen Knochens eines Patienten nachzuahmen, DBM- und Knochenmarkszellen, um das Wachstum neuer Knochen anzuregen, sowie BMP und Keramik.

Wir blicken auf die Zukunft der Wirbelsäulenfusion

Die Autoren des World Journal of Orthopaedics wiesen auf einige aufkommende Bereiche hin, die Hinweise darauf geben, was als Ersatz für Knochentransplantate zu erwarten ist. Die Knochenheilungseigenschaften von mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark, die Gentherapie und das Tissue Engineering sind vielversprechend. Zu diesem Zeitpunkt haben diese Technologien nur in Tierversuchen vielversprechende Ergebnisse gezeigt, aber sie bieten möglicherweise einen Einblick in die sich abzeichnenden Möglichkeiten für die Knochentransplantation durch Wirbelsäulenfusion.

Viele Knochentransplantat-Typen für eine erfolgreiche Wirbelsäulenchirurgie

Autotransplantat und Allotransplantat sind derzeit die am häufigsten verwendeten Knochentransplantat-Typen für die Wirbelsäulenfusions-Chirurgie, aber neue biomedizinische Materialien bringen den Fall für Knochentransplantat-Ersatzmaterialien voran. Mit vielen erfolgreichen Knochentransplantationsoptionen, die heute verfügbar sind, wählt Ihr Chirurg die richtige (n) Art (en) für Sie aus, um Ihrer Wirbelsäulenfusion die beste Chance auf eine ordnungsgemäße Heilung zu geben.

Quellen anzeigen

Referenz:
1. Gupta A, Kukkar N, Sharif K, Haupt-BJ, Albers CE, El-Amin III SF. Knochenersatz für die Wirbelsäulenfusion: Ein kurzer Rückblick. World J Orthop . 2015; 6 (6): 449–456. doi: 10.5312 / wjo.v6.i6.449. Online veröffentlicht am 18. Juli 2015. https://www.wjgnet.com/2218-5836/full/v6/i6/449.htm. Zugriff am 2. November 2018.

Quellen:
Alternativen für Knochentransplantate. KnowYourBack.org von der North American Spine Society. https://www.knowyourback.org/KnowYourBack/Treatments/SurgicalOptions/BoneGraftAlternatives. Zugriff am 2. November 2018.

Jenis LG. Knochentransplantate in der Wirbelsäulenchirurgie. OrthoInfo der American Academy of Orthopaedic Surgeons. https://orthoinfo.aaos.org/en/treatment/bone-grafts-in-spine-surgery. Letzte Überprüfung Januar 2016. Zugriff am 2. November 2018.