Die Spondylodese ist ein etabliertes Verfahren zur Behandlung von Wirbelsäulenerkrankungen, wobei interkorporelle Implantate, unter anderem der Harms-Cage, eingesetzt werden. Das Implantat wurde mit osteokonduktiven und -induktiven Eigenschaften durch eine Augmentierung mit autologer Beckenkammspongiosa versehen. Untersuchungen haben aber gezeigt, dass diese Augmentierung zur erfolgreichen Spondylodese nicht erforderlich ist. In der Wirbelsäulenchirurgie wird heutzutage je nach Defekt ein metallisches Implantat mit oder ohne Augmentierung, überwiegend mit Tricalciumphosphat, eingesetzt. Bei bi- oder polysegmentalen Spondylodesen schafft eine ventrale Osteosyntheseplatte zusätzliche Stabilität. In dieser Studie wurde am Schafsmodell die Spondylodese der Halswirbel C3/C4 durchgeführt. Es wurde die Spondylodese mittels augmentiertem Harms-Cage mit der Spondylodese mittels augmentiertem und zusätzlich beschichteten Harms-Cage verglichen. Dazu wurde an 32 Tieren eine Diskektomie durchgeführt und der augmentierte Harms-Cage (Gruppe I, n = 8) implantiert. Die Beschichtung erfolgte mit autologem Thrombozytenkonzentrat (Gruppe II, n = 8), rhBMP-2 (Gruppe III, n = 8) und zyklischem RGD-Peptid (Gruppe IV, n = 7). Die Tiere wurden nach 12 Wochen euthanasiert, das Wirbelsegment C3/C4 aufgearbeitet und biomechanisch getestet. Mit der uniaxialen Materialprüfmaschine (Zwick 1455, Zwick GmbH, Ulm, Deutschland) wurde die erreichte Steifigkeit in Flexion, Extension, Rotation und Neigung gemessen, die anguläre Beweglichkeit durch einer speziellen Software berechnet. Die statistische Auswertung erfolgte über den U-Test nach Mann-Whitney-Wilcoxon. In der eigenen Studie wird deutlich, dass der augmentierte Harm-Cage, mit oder ohne Beschichtung, zur Spondylodese geeignet ist, innerhalb des Untersuchungszeitraumes kam es zu einer Stabilisierung des Wirbelsäulensegmentes C3/C4. Im Vergleich der Gruppen mit der Kontrollkohorte werden verschiedene signifikante Steifigkeitsverbesserungen deutlich. Gruppe II (PRP) wies eine Verbesserung der Steifigkeit bei linksseitiger Rotation; Gruppe III (rhBMP-2) bei Hyperextension, linksseitiger Neigung und in Teilbereichen der rechtsseitigen Neigung und Rotation; Gruppe IV (cRGD) bei Hyperextension und rechtsseitiger Neigung in der Elastischen Zone auf. Die mit Thrombozytenkonzentrat beschichtete Gruppe (II) erreichte im Vergleich zur Kontrollkohorte (I) bessere Steifigkeitswerte, aber keine Signifikanzen. Es kam nicht zu einer deutlichen Verbesserung der Spondylodese. Man muss innerhalb dieser Studie zu dem Schluss kommen, dass PRP keinen sicher nachweisbaren Einfluss auf die Spondylodese hat. Die Ergebnisse der biomechanischen Auswertung bei Gruppe III (rhBMP-2) belegten durch Erhöhung der Steifigkeit die fördernde Wirkung von rhBMP-2 auf die Knochenneubildung und die Forcierung der Spondylodese. Es fanden sich aber zu wenig Signifikanzen und zu unregelmäßige Steifigkeitsverbesserungen. Vor einem klinischen Einsatz sollte rhBMP-2 in der Spondylodese in weiteren Studien genauer untersucht werden. Die mit c-RGD- Peptid beschichtete Gruppe (IV) wies in der Biomechanik eine unregelmäßige Verbesserung der Steifigkeit auf. Man muss aufgrund der Daten eine vorsichtig Prognose für die Wirkung von c-RGD auf die forcierte Spondylodese stellen.
Spinal fusion (spondylodesis) is an established method for the treatment of diseases of the spine that employs intervertebral implants, including the Harms Cage. The implant is provided with osteoconductive and inductive properties through augmentation with autologous iliac crest spongiosa bone. Yet, studies have shown that such augmentation is not necessary for successful spondylodesis. In today’s spinal surgery, depending on the defect, a metallic implant is used with or without augmentation, primarily with tricalcium phosphate. For bisegmental or polysegmental spondylodesis, a ventral osteosynthesis plate provides additional stability. In this study, spondylodesis of cervical vertebrae C3/C4 was performed on a sheep model. A comparison was undertaken between spondylodesis using an augmented Harms Cage and spondylodesis using augmented and coated Harms Cages. For this purpose, a discectomy was performed on 32 animals and an augmented Harms Cage (Group I, n = 8) implanted. Coating was achieved using autologous platelet concentrate (Group II, n = 8), rhBMP-2 (Group III, n = 8), and cyclic RGD-peptide (Group IV, n = 7). The animals were euthanized after 12 weeks and vertebral segment C3/C4 was prepared and biomechanically tested. Using the uniaxial materials testing machine (Zwick 1455, Zwick GmbH, Ulm, Germany) the degree of stiffness was tested in flexion, extension, rotation and inclination, and the angular mobility was calculated using specialized software. Statistical analysis was performed using the Mann-Whitney-Wilcoxon U-test. In our study it was clear that the augmented Harm Cage was suitable for spondylodesis, with or without coating, and during the time period tested in the study, resulted in stabilization of the C3/C4 vertebral segment. Comparing the treated groups with the controls, there were a number of significant improvements in stiffness noted. Group II (PRP) showed improvement of stiffness in left-sided rotation; Group III (rhBMP-2) in hyperextension, left-sided inclination and in some areas of right-sided inclination and rotation; Group IV (cRGD) in hyperextension and right-sided inclination in the elastic zone. The group (Group II) with platelet concentrate coating achieved better stiffness values compared to the controls (I) but these differences did not reach significance. There was no significant improvement in the spondylodesis. In the context of this study, one must conclude that PRP had no demonstrable effect on spondylodesis. The results of the biometric analysis in Group III (rhBMP-2) proved the beneficial effect of rhBMP-2 on increasing stiffness, new bone formation and acceleration of spondylodesis. However, the level of significance was too low and the improvements in stiffness were too inconsistent. Before clinical application, rhBMP-2 needs to be examined in greater detail in further studies. The group (Group IV) with c-RGD peptide coating showed erratic improvement in stiffness. Based on the data, one needs to be cautious about predicting a positive effect of c-RGD on accelerated spondylodesis.
