Bandscheibenersatz: Die Entwicklung künstlicher Bandscheiben

Altern führt zu einer Verschlechterung der biologischen und mechanischen Integrität der Bandscheiben. Eine Bandscheibendegeneration kann direkt Schmerzen hervorrufen oder die funktionelle Wirbelsäuleneinheit derart stören, dass eine Reihe von schmerzhaften Entitäten hervorgerufen werden. Ob über direkte oder indirekte Wege, die Bandscheibendegeneration ist eine der Hauptursachen für Schmerzen und Behinderungen bei Erwachsenen (1). Ungefähr 80% der Amerikaner leiden in ihrem Leben an mindestens einer einzigen Episode erheblicher Rückenschmerzen, und für viele Menschen werden Wirbelsäulenerkrankungen zu einer lebenslangen Krankheit. Die mit der Bandscheibendegeneration verbundene Morbidität und das Spektrum der damit verbundenen Wirbelsäulenerkrankungen sind für erhebliche wirtschaftliche und soziale Kosten verantwortlich. Es wird geschätzt, dass die Behandlung dieser Krankheitseinheit in den Vereinigten Staaten die jährlichen Gesundheitskosten von 60 Milliarden US-Dollar übersteigt (2). Die indirekten wirtschaftlichen Verluste, die mit Lohnausfällen und Produktivitätsverlusten verbunden sind, sind erstaunlich.

Scheibendegeneration
Altersbedingte Bandscheibenveränderungen treten früh auf und sind progressiv. Nahezu alle Menschen haben im 4. Jahrzehnt einen verminderten Kernwassergehalt und einen erhöhten Kollagengehalt. Diese Austrocknung und Fibrose der Scheibe verwischen die Kern- / Ringgrenze (3). Diese altersbedingten Veränderungen ermöglichen das wiederholte geringfügige Rotationstrauma, um Umfangsrisse zwischen ringförmigen Schichten zu erzeugen. Diese Defekte, gewöhnlich im posterioren oder posterolateralen Teil des Rings, können sich vergrößern und zu einem oder mehreren radialen Rissen verbinden, durch die Kernmaterial hernieren kann (4). Schmerzen und Funktionsstörungen aufgrund der Kompression neuronaler Strukturen durch Bandscheibenvorfälle sind weithin bekannte Phänomene. Es ist jedoch zu beachten, dass ringförmige Verletzungen für Axialschmerzen mit oder ohne offenem Bandscheibenvorfall verantwortlich sein können (5, 6).

Das Fortschreiten des degenerativen Prozesses verändert den Druck innerhalb des Steuerhaushalts und führt zu einer relativen Verlagerung der axialen Belastung auf die Randbereiche der Endplatten und Facetten. Diese Übertragung von biomechanischen Belastungen scheint mit der Entwicklung sowohl der Facetten- als auch der Bandhypertrophie verbunden zu sein (7, 8). Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Scheibendegeneration und Osteophytenbildung (9). Insbesondere eine Verschlechterung der Bandscheibe führt zu einer erhöhten Traktion bei der Anlagerung der äußersten Ringfasern und damit zu einer Veranlagung für das Wachstum von lateral gelegenen Osteophyten (10). Die Scheibendegeneration führt auch zu einer signifikanten Verschiebung der augenblicklichen Rotationsachse der funktionellen Wirbelsäuleneinheit (11). Die genauen Langzeitfolgen einer solchen Störung der Wirbelsäulenbiomechanik sind nicht bekannt, es wurde jedoch postuliert, dass diese Änderung eine abnormale Belastung benachbarter Segmente und eine Veränderung des Wirbelsäulengleichgewichts fördert.

Therapeutische Optionen
Nichtoperative Therapieoptionen für Personen mit Nacken- und Rückenschmerzen umfassen Ruhe, Hitze, Analgetika, physikalische Therapie und Manipulation. Diese Behandlungen scheitern bei einer signifikanten Anzahl von Patienten. Aktuelle chirurgische Behandlungsoptionen für Wirbelsäulenerkrankungen umfassen eine dekompressive Operation, eine Dekompression mit Fusion und nur eine Arthrodese.

In den Vereinigten Staaten werden jährlich mehr als 200.000 Diskektomien durchgeführt (12). Obwohl die Diskektomie außerordentlich wirksam ist, um signifikante radikuläre Schmerzen schnell zu lindern, liegen die Gesamterfolgsraten für diese Verfahren zwischen 48% und 89% (13, 14, 15). Im Allgemeinen nimmt die Rückkehr der Schmerzen mit der Dauer der Operation zu. Zehn Jahre nach der Diskektomie der Lendenwirbelsäule leiden 50-60% der Patienten an erheblichen Rückenschmerzen und 20-30% an rezidivierendem Ischias (16). Im Allgemeinen hängen die Gründe für diese nicht optimalen Ergebnisse wahrscheinlich mit fortgesetzten degenerativen Prozessen, wiederkehrendem Bandscheibenriss, Instabilität und Stenose der Wirbelsäule zusammen (17, 18).

Es gibt mehrere spezifische Gründe für das Scheitern einer chirurgischen Diskektomie. Bei einigen Patienten war der tatsächliche Bandscheibenvorfall möglicherweise nicht der primäre Schmerzerreger. Eine Reihe von Rückfällen ist auf das Zusammenbrechen des Speicherplatzes zurückzuführen. Obwohl die Bandscheibenhöhe bei einem präoperativen Patienten mit Nucleus pulposus-Hernie häufig abnimmt, kommt sie nach einer chirurgischen Diskektomie äußerst häufig vor (14). Die Verengung des Bandscheibenraums ist sehr wichtig, um die Größe der neuralen Foramina zu verringern und die Facettenbelastung und -funktion zu verändern. Eine Verengung des Bandscheibenraums erhöht den intraartikulären Druck und es wurde gezeigt, dass abnormale Belastungsmuster biochemische Veränderungen im intraartikulären Knorpel sowohl auf der Ebene der betroffenen Bandscheibe als auch auf der angrenzenden Ebene hervorrufen (19, 20). Der gesamte Prozess ist prädisponiert für die Entwicklung hypertropher Veränderungen der Gelenkprozesse (21). Durch die Verengung des Bandscheibenraums kann auch die obere Facette rostral und anterior verschoben werden. Diese Verschiebung der oberen Facette wird signifikant, wenn sie auf die austretende Nervenwurzel trifft, die ein bereits kompromittiertes Foramen durchquert (4). Die Destabilisierung der funktionellen Wirbelsäule ist eine weitere potenzielle Quelle für anhaltende Schmerzen. Eine partielle Bandscheibenentfernung ist mit einer signifikanten Zunahme der Flexion, Rotation, seitlichen Biegung und Streckung über das betroffene Segment verbunden. Wenn die Menge an entferntem Kernmaterial zunimmt, nimmt die Steifheit über das Niveau entsprechend ab (22). In Leichenstudien wurde auch gezeigt, dass die Bandscheibenentfernung zu Instabilitäten oberhalb des verletzten Segments führt. Es wurde dokumentiert, dass diese Situation auch klinisch auftritt (23, 24, 25).

Arthrodese mit oder ohne Dekompression ist ein weiteres Mittel zur chirurgischen Behandlung der symptomatischen Spondylose in allen Regionen der mobilen Wirbelsäule. Fusion kann die segmentale Instabilität beseitigen, die normale Höhe des Plattenplatzes aufrechterhalten, das sagittale Gleichgewicht bewahren und die weitere Degeneration auf der operierten Ebene stoppen. Die Diskektomie mit Fusion ist seit über 40 Jahren die wichtigste chirurgische Behandlung für die symptomatische Spondylose des Gebärmutterhalses (26, 27, 28). In einem Bericht aus dem Jahr 1986 wurde geschätzt, dass in den Vereinigten Staaten jährlich über 70.000 Lumbalfusionen durchgeführt wurden (29). Angesichts der explosionsartigen Entwicklung der Instrumenten- und Interbody-Device-Technologie ist die derzeitige jährliche Zahl der mit einer Lumbalfusion behandelten Patienten sogar noch höher. Die Hauptursache für die Arthrodese der Wirbelsäule ist, dass die Schmerzen gelindert werden können, indem Bewegungen über ein destabilisiertes oder degeneriertes Segment hinweg beseitigt werden (30). Gute bis hervorragende Ergebnisse wurden bei 52-100% der vorderen Lendenwirbelkörperfusionen und 50-95% der hinteren Lendenwirbelkörperfusionen (31, 32, 33, 34, 35) berichtet.

Wirbelsäulenfusion ist jedoch kein gutartiger Eingriff. Bei zahlreichen Patienten treten wiederkehrende Symptome Jahre nach dem ursprünglichen Eingriff auf. Die Fusion stört die Biomechanik benachbarter Ebenen. Es wurde berichtet, dass hypertrophe Facettenarthropathie, Stenose der Wirbelsäule, Bandscheibendegeneration und Osteophytenbildung in Konzentrationen auftreten, die an eine Fusion angrenzen, und diese pathologischen Prozesse sind für Schmerzen bei vielen Patienten verantwortlich (17, 18, 36, 37, 38, 39, 40, 41). Die Langzeitergebnisse von Lumbalfusionen wurden von Lehman et al. Diese Forscher beschrieben eine Reihe von Patienten, die mit nicht instrumentierten Fusionen behandelt wurden und 21-33 Jahre lang nachbeobachtet wurden. Etwa die Hälfte der Patienten hatte nach der letzten Nachuntersuchung Schmerzen in der Lendenwirbelsäule, die medikamentös behandelt werden mussten, und etwa 15% waren im Untersuchungszeitraum einer weiteren Operation unterzogen worden (38). Schließlich gibt es eine Reihe anderer Nachteile der Fusion zur Behandlung von Wirbelsäulenschmerzen, einschließlich des Verlusts der Wirbelsäulenbeweglichkeit, des Zusammenbruchs des Transplantats, was zu Veränderungen des sagittalen Gleichgewichts, Schmerzen an der Autotransplantat-Erntestelle und der Möglichkeit einer Veränderung der Muskelsynergie führt.

Künstliche Scheibe
Sir John Charnley revolutionierte die moderne Orthopädie mit seiner Entwicklung der totalen Hüftprothese (42). Heutzutage sind Hüft- und Knieendoprothesen zwei der am höchsten bewerteten chirurgischen Eingriffe in Bezug auf die Patientenzufriedenheit. Es ist möglich, dass die Entwicklung einer künstlichen Bandscheibe die Behandlung der degenerativen Bandscheibenkrankheit auf ähnliche Weise beeinflusst. Obwohl die mit der Entwicklung einer Bandscheibenprothese verbundenen Herausforderungen groß sind, ist das Potenzial, das Leben vieler Menschen mit Symptomen einer Wirbelsäulenspondylose zu verbessern, enorm.

Die Idee des Bandscheibenersatzes ist nicht neu. Einer der ersten Versuche, eine Bandscheibenendoprothese durchzuführen, wurde von Nachemson vor 40 Jahren unternommen (43). Fernström versuchte, Bandscheiben durch Implantation von Edelstahlkugeln in den Bandscheibenraum zu rekonstruieren (44). 1966 veröffentlichte er einen Bericht über 191 implantierte Prothesen bei 125 Patienten. Bei 88% der Patienten trat über einen Zeitraum von 4 bis 7 Jahren eine Senkung auf. Auf diese Pionierarbeit folgten mehr als ein Jahrzehnt Forschungen zu den degenerativen Prozessen der Wirbelsäule, der Biomechanik der Wirbelsäule und der Biomaterialien, bevor die ernsthaften Bemühungen zur Herstellung einer Bandscheibenprothese wieder aufgenommen wurden.

Herausforderungen bei Design und Implantation
Es gibt eine Reihe von Faktoren, die bei der Konstruktion und Implantation einer wirksamen Bandscheibenprothese berücksichtigt werden müssen. Das Gerät muss den richtigen Zwischenwirbelabstand einhalten, Bewegung zulassen und Stabilität bieten. Natürliche Bandscheiben wirken auch als Stoßdämpfer, und dies kann eine wichtige Eigenschaft sein, die bei der Konstruktion von Bandscheibenprothesen berücksichtigt werden muss, insbesondere bei der Rekonstruktion der Lendenwirbelsäule auf mehreren Ebenen. Die künstliche Scheibe darf keine nennenswerte axiale Belastung auf die Facetten übertragen. Die Platzierung der künstlichen Bandscheibe muss so erfolgen, dass wichtige Wirbelsäulenelemente wie Facetten und Bänder nicht zerstört werden. Die Bedeutung dieser Strukturen kann nicht genug betont werden. Facetten tragen nicht nur zur Festigkeit und Stabilität der Wirbelsäule bei, sondern können auch eine Schmerzquelle sein. Dies kann besonders wichtig sein, um vor der Bandscheibenendoprothetik zu bestimmen, da derzeit angenommen wird, dass der Bandscheibenersatz zur Behandlung von Facettenschmerzen wahrscheinlich unwirksam sein wird. Eine übermäßige Laxität der Bänder kann sich nachteilig auf das Ergebnis der Bandscheibenprothese auswirken, da sie für eine Implantatwanderung oder eine Instabilität der Wirbelsäule prädisponiert ist.

Eine künstliche Bandscheibe muss eine enorme Ausdauer aufweisen. Das Durchschnittsalter eines Patienten, der einen Bandscheibenersatz benötigt, wurde auf 35 Jahre geschätzt. Dies bedeutet, dass die Prothese eine Lebensdauer von 50 Jahren haben muss, um die Notwendigkeit einer Revision zu vermeiden. Es wurde geschätzt, dass eine Person 2 Millionen Schritte pro Jahr machen und 125.000 signifikante Biegungen ausführen wird. Daher würde es über die 50-jährige Lebenserwartung der künstlichen Bandscheibe mehr als 106 Millionen Zyklen geben. Diese Schätzung reduziert die subtile Bandscheibenbewegung, die bei 6 Millionen Atemzügen pro Jahr auftreten kann (45). Bei der Auswahl der Materialien für die Herstellung einer Bandscheibenprothese müssen neben der Lebensdauer eine Reihe von Faktoren berücksichtigt werden. Die Materialien müssen biokompatibel sein und dürfen keine Korrosion aufweisen. Sie dürfen keine signifikante Entzündungsreaktion auslösen. Die Dauerfestigkeit muss hoch und der Verschleiß minimal sein. Schließlich wäre es ideal, wenn das Implantat "freundlich" abgebildet würde.

Alle derzeit vorgeschlagenen Bandscheibenprothesen sind im Bandscheibenraum enthalten; Daher müssen Schwankungen der Patientengröße, -höhe und -höhe berücksichtigt werden. Möglicherweise ist eine Instrumentierung erforderlich, um die Höhe des kollabierten Bandscheibenraums vor dem Einsetzen der Prothese wiederherzustellen.

Idealerweise würde die Bandscheibenprothese den normalen Bewegungsumfang in allen Ebenen nachbilden. Gleichzeitig muss es die Bewegung einschränken. Eine Bandscheibenprothese muss die physiologische Steifheit in allen Bewegungsebenen plus axialer Kompression reproduzieren. Darüber hinaus muss es physiologischen Stress genau übertragen. Wenn zum Beispiel die globale Steifheit eines Geräts physiologisch ist, aber eine signifikante nicht-physiologische Fehlpaarung an der Grenzfläche zwischen Knochen und Implantat vorliegt, kann es zu Knochenresorption, abnormaler Knochenablagerung, Endplatten- oder Implantatversagen kommen.

Die Bandscheibenprothese muss unmittelbar und langfristig am Knochen fixiert sein. Die sofortige Fixierung kann mit Schrauben, Klammern oder "Zähnen" erfolgen, die in das Implantat integriert sind. Während diese Techniken Langzeitstabilität bieten können, umfassen andere Optionen poröse oder makrotexturierte Oberflächen, die das Einwachsen von Knochen ermöglichen. Unabhängig davon, wie die Fixierung erreicht wird, muss auch die Fähigkeit zur Revision vorhanden sein.

Schließlich muss das Implantat so konstruiert und konstruiert sein, dass ein Ausfall einer einzelnen Komponente nicht zu einem katastrophalen Ereignis führt. Darüber hinaus müssen Nerven-, Gefäß- und Wirbelsäulenstrukturen geschützt und die Stabilität der Wirbelsäule bei Unfällen oder unerwarteten Belastungen aufrechterhalten werden.

Aktuelle Prothesen
Prothesenscheiben wurden auf der Grundlage einer der folgenden Haupteigenschaften konstruiert: hydraulisch, elastisch, mechanisch und zusammengesetzt.

PDN Prosthetic Disc Nucleus
Hydrogelscheibenersatz hat vor allem hydraulische Eigenschaften. Hydrogel-Prothesen werden verwendet, um den Zellkern zu ersetzen, während die Ringfibrose erhalten bleibt. Ein möglicher Vorteil besteht darin, dass eine solche Prothese perkutan platziert werden kann. Das PDN-Implantat ist ein Kernersatz, der aus einem Hydrogelkern besteht, der in einer gewebten Polyethylenhülle (Raymedica, Inc., Bloomington, MN) eingeschlossen ist (Abbildung 1) (46, 47).

PDN Prosthetic Disc Nucleus

Der pelletförmige Hydrogelkern wird komprimiert und dehydriert, um seine Größe vor dem Platzieren zu minimieren. Nach der Implantation beginnt das Hydrogel sofort, Flüssigkeit aufzunehmen und sich auszudehnen. Das dicht gewebte Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) lässt die Flüssigkeit zum Hydrogel durch. Diese flexible, aber unelastische Ummantelung ermöglicht es dem Hydrogelkern, sich als Reaktion auf Änderungen der Druckkräfte zu verformen und zu reformieren, beschränkt jedoch die horizontale und vertikale Ausdehnung bei der Hydratation. Obwohl der größte Teil der Flüssigkeitszufuhr in den ersten 24 Stunden nach der Implantation erfolgt, dauert es ungefähr 4 bis 5 Tage, bis das Hydrogel die maximale Ausdehnung erreicht. Durch die Platzierung von zwei PDN-Implantaten im Bandscheibenraum wird der zur Wiederherstellung und Aufrechterhaltung der Höhe des Bandscheibenraums erforderliche Lift bereitgestellt. Dieses Gerät wurde ausführlich mit mechanischen und In-vitro-Tests bewertet und die Ergebnisse waren gut (46, 47). Schönmayr et al. berichteten über 10 mit PDN behandelte Patienten mit einer Nachbeobachtungszeit von mindestens 2 Jahren (47). Signifikante Verbesserungen wurden sowohl bei den Prolo- als auch bei den Oswestry-Scores beobachtet, und die segmentale Bewegung wurde beibehalten. Insgesamt wurden 8 Patienten mit einem hervorragenden Ergebnis bewertet. Bei 3 Patienten wurde eine Migration des Implantats festgestellt, aber nur 1 Patient musste erneut operiert werden. Ein Patient, ein professioneller Golfer, reagierte 4 Monate lang positiv, bis seine Schmerzen wieder auftraten. Er hatte eine ausgeprägte Degeneration seiner Facetten und seine Schmerzen wurden durch Facetteninjektionen gelindert. Er unterzog sich einem Fusionsverfahren und hat sich seitdem gut geschlagen. Die Geräte wurden hauptsächlich über eine hintere Route eingeführt. Bertagnoli berichtete kürzlich über die Platzierung des PDN über eine anterolaterale transpsoatische Route (48). Das PDN wird derzeit in Europa, Südafrika und den USA klinisch evaluiert.

Acroflex Disc
Zwei elastische Scheibenprothesen sind die von Steffee vorgeschlagene Acroflex-Prothese und das thermoplastische Komposit von Lee (49, 50). Die erste Acroflex-Scheibe bestand aus einem Polyolefin-Kautschukkern auf Hexenbasis, der auf zwei Titan-Endplatten vulkanisiert war. Die Endplatten hatten 7-mm-Stifte zur sofortigen Fixierung und wurden auf jeder Oberfläche mit gesinterten 250-Mikrometer-Titanperlen beschichtet, um eine vergrößerte Oberfläche für das Einwachsen von Knochen und die Haftung des Kautschuks bereitzustellen. Die Scheibe wurde in verschiedenen Größen hergestellt und vor der Implantation umfangreichen Ermüdungstests unterzogen. Nur 6 Patienten wurden implantiert, bevor die klinische Studie abgebrochen wurde, da berichtet wurde, dass 2-Mercaptobenzothiazol, eine Chemikalie, die beim Vulkanisationsprozess des Kautschukkerns verwendet wird, möglicherweise bei Ratten krebserregend war (51). Die 6 Patienten wurden nach mindestens 3 Jahren untersucht. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Ergebnisse wie folgt bewertet: 2 ausgezeichnet, 1 gut, 1 angemessen und 2 schlecht (49). Eine der Prothesen bei einem Patienten mit schlechtem Ergebnis entwickelte einen Riss im Gummi an der Vulkanisationsstelle. Die zweite Generation von Acroflex-100 besteht aus einem HP-100-Silikonelastomerkern, der mit zwei Titan-Endplatten (DePuy Acromed, Raynham, MA) verbunden ist (Abbildung 2).

Acroflex Disc

1993 genehmigte die FDA 13 weitere Patienten zur Implantation (52). Die Ergebnisse dieser Studie wurden noch nicht veröffentlicht.

Lee et al. haben einen Bericht über die Entwicklung von zwei verschiedenen Bandscheibenprothesen veröffentlicht, die so hergestellt wurden, dass sie die anisotropen Eigenschaften der normalen Bandscheibe simulieren (50). Mir sind keine Veröffentlichungen bekannt, die die Implantation dieser Geräte in Menschen beschreiben.

Gelenkscheiben
Für die Lendenwirbelsäule wurden mehrere Gelenkzapfen- oder Kugelscheibenprothesen entwickelt. Hedman und Kostuik entwickelten einen Satz aus Scharnierplatten aus Kobalt-Chrom-Molybdän-Legierung mit einer dazwischen angeordneten Feder (53). Diese Geräte wurden an Schafen getestet. 3 und 6 Monate nach der Implantation wurde keine entzündliche Reaktion festgestellt und keine der Prothesen migrierte. Zwei der drei 6-Monats-Implantate wiesen ein signifikantes Einwachsen von Knochen auf. Es ist nicht klar, ob die Bewegung über die operierten Segmente beibehalten wurde (45). Mir sind keine Veröffentlichungen bekannt, die die Implantation dieser Geräte in Menschen beschreiben.

Dr. Thierry Marnay aus Frankreich entwickelte eine Gelenkscheibenprothese mit einem Polyethylenkern (Aesculap AG & Co. KG., Tuttlingen, Deutschland). Die Metallendplatten haben zwei vertikale Flügel und die Oberflächen, die die Endplatten berühren, sind mit Titan plasmagespritzt. Bei der Mehrzahl der Patienten, die dieses Implantat erhielten, wurden gute bis hervorragende Ergebnisse berichtet (54).

Link SB Charité Disc
Die bislang am häufigsten implantierte Bandscheibe ist die Link SB Charité-Bandscheibe (Waldemar Link GmbH & Co, Hamburg). Derzeit wurden weltweit mehr als 2000 dieser lumbalen Zwischenwirbelprothesen implantiert (55). Die Charité III besteht aus einem bikonvexen Spacer aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE). Um den Abstandshalter befindet sich ein strahlenundurchlässiger Ring für die Röntgenortung. Die Abstandshalter sind in verschiedenen Größen erhältlich. Dieser Kernabstandshalter ist mit zwei getrennten Endplatten verbunden. Die Endplatten bestehen aus einer gegossenen Kobalt-Chrom-Molybdän-Legierung mit jeweils drei ventralen und dorsalen Zähnen. Die Endplatten sind mit Titan und Hydroxylapatit beschichtet, um die Knochenbindung zu fördern (Abbildung 3).

CHARITÉ Künstliche Bandscheibe (DePuy Spine, Inc.)
Foto mit freundlicher Genehmigung von DePuy Spine, Inc.

Die Food and Drug Administration (FDA) hat die CHARITÉ Artificial Disc (DePuy Spine, Inc., Raynham, MA) zur Behandlung von Schmerzen im Zusammenhang mit degenerativen Bandscheibenerkrankungen zugelassen. Das Gerät wurde für die Verwendung auf einer Ebene in der Lendenwirbelsäule (von L4-S1) für Patienten zugelassen, die nach mindestens sechs Monaten nicht-chirurgischer Behandlung keine Linderung von Rückenschmerzen hatten.

Obgleich in Hüftprothesen, in denen UHMWPE mit Metall artikuliert, große Besorgnis über Verschleißteile besteht, scheint dies in der Charité III nicht der Fall zu sein (55). Diese Prothese wurde bei über tausend europäischen Patienten mit relativ guten Ergebnissen implantiert. 1994 stellten Griffith et al. berichteten über die Ergebnisse bei 93 Patienten mit 1-Jahres-Follow-up (56). Es wurden signifikante Verbesserungen bei Schmerzen, Gehentfernung und Beweglichkeit festgestellt. 6, 5% der Patienten hatten einen Gerätefehler, eine Verlagerung oder eine Migration. Es gab 3 Ringdeformationen und 3 Patienten mussten erneut operiert werden. Lemaire et al. beschrieben die Ergebnisse der Implantation der SB Charité III-Bandscheibe bei 105 Patienten mit einer mittleren Nachbeobachtungszeit von 51 Monaten (57). Es gab keine Verschiebung eines der Implantate, aber 3 setzten sich ab. Die Misserfolge wurden als sekundär zu Facettenschmerzen empfunden. David beschrieb eine Kohorte von 85 Patienten, die nach mindestens 5 Jahren nach Implantation der Charité-Prothese untersucht wurden (58). 97% der Patienten standen zur Nachsorge zur Verfügung. 68% hatten gute oder bessere Ergebnisse. 14 Patienten gaben das Ergebnis als schlecht an. Elf dieser Patienten wurden auf Prothesenebene einer sekundären Arthrodese unterzogen. Trotz der Besorgnis vieler anderer Forscher ist es interessant festzustellen, dass David 20 Patienten mit Spondylolisthesis oder Retrolisthesis mit einem Ergebnis behandelt hat, das mit dem der gesamten Gruppe identisch ist. Klinische Studien mit der Charité III-Prothese werden in Europa, den USA, Argentinien, China, Korea und Australien durchgeführt.

Die Bristol Disc
Es gab mehrere Berichte über Ergebnisse einer Bandscheibenprothese, die ursprünglich in Bristol, England, entwickelt wurde. Dieses Gerät wurde von Cummins (59) entworfen. Das ursprüngliche Design wurde geändert. Die zweite Generation der Cummins-Scheibe ist ein Kugelgelenk aus Edelstahl. Es wird mit Schrauben an den Wirbelkörpern befestigt. Cummins et al. beschrieben 20 Patienten, die durchschnittlich 2, 4 Jahre lang beobachtet wurden. Patienten mit Radikulopathie verbesserten sich und Patienten mit Myelopathie verbesserten sich oder wurden stabilisiert. Von dieser Gruppe hatten nur 3 anhaltende axiale Schmerzen. Zwei Schrauben brachen, und es gab zwei partielle Schraubenrückstände. Diese erforderten keine Entfernung des Implantats. Ein Gelenk wurde entfernt, weil es "lose" war. Der Fehler war auf einen Herstellungsfehler zurückzuführen. Zum Zeitpunkt der Entfernung war das Gelenk fest in den Knochen eingebettet und von vorne mit einer glatten Narbe bedeckt. Eine detaillierte Untersuchung ergab, dass die Passform der Kugel und der Pfanne asymmetrisch war. Es ist wichtig zu beachten, dass das umliegende Gewebe keine signifikanten Abriebpartikel enthielt. Die Gelenkbewegung blieb bei allen bis auf 2 Patienten erhalten (Abbildung 4).

"The Bristol Disc; a. Laterale Röntgenaufnahme des Gebärmutterhalses in Extension; b. Laterale Röntgenaufnahme des Gebärmutterhalses in Flexion"

Beide Patienten hatten Implantate auf C6-7-Ebene, die so groß waren, dass die Facetten vollständig getrennt waren. Diese Größeninkongruenz wurde als Grund dafür angesehen, dass die Bewegung nicht aufrechterhalten wurde. Eine Senkung ist nicht eingetreten. Diese Bandscheibenprothese wird derzeit in weiteren klinischen Studien in Europa und Australien evaluiert.

Bryan Bandscheibenprothese
Das Bryan Cervical Disc System (Spinal Dynamics Corporation, Seattle) basiert auf einem geschützten, verschleißfesten, elastischen Kern mit geringer Reibung. Dieser Kern befindet sich zwischen anatomisch geformten Titanplatten (Schalen), die an den Endplatten des Wirbelkörpers angebracht sind, und ist mit diesen artikuliert (Abbildung 5).

"Bryan Cervical Disc Prothese"

Die Schalen sind mit einer rauen porösen Beschichtung bedeckt. Eine flexible Membran, die das Gelenk umgibt, bildet einen abgedichteten Raum, der ein Schmiermittel enthält, um die Reibung zu verringern und die Migration von eventuell entstehenden Verschleißteilen zu verhindern. Es dient auch dazu, das Eindringen von Bindegewebe zu verhindern. Das Implantat ermöglicht einen normalen Bewegungsbereich bei Beugung / Streckung, seitlicher Biegung, axialer Drehung und Translation. Das Implantat wird in fünf Größen von 14 mm bis 18 mm Durchmesser hergestellt. Die ersten klinischen Erfahrungen mit der Bryan Total Cervical Disc Prothese sind vielversprechend (Jan Goffin, persönliche Mitteilung, März 2000). 52 Geräte wurden von 8 Chirurgen in 6 Zentren in Belgien, Frankreich, Schweden, Deutschland und Italien bei 51 Patienten implantiert. Es traten keine schwerwiegenden operativen oder postoperativen Komplikationen auf. Sechsundzwanzig der Patienten wurden sechs Monate lang beobachtet, und zu 23 Patienten liegen vollständige klinische und radiologische Daten vor. 92% der Patienten wurden bei der letzten Nachuntersuchung als ausgezeichnet oder als gut eingestuft. Die Flexions- / Extensionsbewegung blieb bei allen Patienten erhalten, und es gab kein signifikantes Absinken oder Migrieren der Geräte.

Fazit
Der Bandscheibenersatz ist nicht nur möglich, sondern ein spannendes Gebiet der klinischen Untersuchung, das das Potenzial hat, die Behandlung der Wirbelsäulendegeneration zu revolutionieren. Die Entwicklung einer Bandscheibenprothese ist mit enormen Herausforderungen verbunden, die Ergebnisse der ersten Bemühungen sind jedoch vielversprechend. Die Zukunft für dieses Gebiet und unsere Patienten ist vielversprechend.

Quellen anzeigen

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