Radiologische Ergebnisse der Förderung der Spondylodese der Schafs-HWS durch Verwendung von IGF-I und TGF-ß1 appliziert mittels eines Poly-(D,L-laktid) beschichteten Cages in vivo

Abstract

In dieser Studie wurde der Effekt der biodegradierbaren PDLLA-Beschichtung mit und ohne Wachstumsfaktorenbeschichtung auf die intervertebrale Spondylodese am Tiermodell untersucht. Es konnte dabei gezeigt werden, dass die biodegradierbare Beschichtung eine recht einfache, effektive und auch sichere Applikation von Wachstumsfaktoren gewährleistet. Die Anwendung einer geeigneten Dosis von IGF-I und TGF-β1 mittels eines PDLLA-beschichtetem Cage ist in der Lage, die intervertebrale Spondylodese signifikant zu stimulieren. Weiterhin wurde die Überlegenheit dieser Kombination gegenüber der alleinigen Verwendung eines unbeschichteten Cages sowie auch der Verwendung eines PDLLA- beschichteten Platzhalters demonstriert. Somit kann zum einen die knöcherne Fusion, also letztendlich die Heilung, beschleunigt werden, zum anderen reduziert sich die Morbidität durch die Knochenentnahme am Beckenkamm. Da in dem Untersuchungszeitraum von 3 Monaten die knöcherne Fusion nicht vollständig abgeschlossen war, müssen über längere Beobachtungszeiträume angelegte Studien abschliessende Klarheit zum Fusionsprozess unter IGF-I und TGF-β1 Einwirkung bringen. Die im Rahmen des Gesamtversuches durchgeführten biomechanischen Untersuchungen zeigten eine signifikant höhere Steifigkeit in den Bewegungsrichtungen Flexion/Extension, Rotation und Neigung der Gruppe 3 gegenüber den anderen beiden Gruppen. Die histomorphologischen und histomorphometrischen Analysen bestätigten die radiologischen und biomechanischen Ergebnisse und zeigten deutlich fortgeschrittene intervertebrale Knochenmatrixformationen in der Gruppe mit PDLLA und IGF-1+TGF-ß1 Beschichtung. Weiterführende Untersuchungen müssen zeigen, ob die hier angewandte Kombination auch beim Menschen eine langfristig signifikante Verbesserung der Ergebnisse cervikaler Spondylodesen erbringen kann. Außerdem muss die Sicherheit der Anwendung von IGF-I und TGF-β1 im Bezug auf mögliche lokale und systemische Nebenwirkungen abschließend belegt werden. Die in diesem Versuch begleitend durchgeführten Verlaufskontrollen von Blutbildern, Körpergewicht und Körpertemperatur der Tiere zeigten keine Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen.

Combined IGF-I and TGF-beta1 application by a poly-(D,L-lactide) (PDLLA) coated interbody cage has proven to promote spine fusion in a sheep cervical spine model. Biodegradable PDLLA-coating of cages allowed a safe, simple and effective intervertebral application of growth factors. No side effects were associated with the use of the PDLLA-carrier. An adequate dose of IGF-I and TGF-(1 applied by a PDLLA-coated interbody fusion cage stimulated interbody bone matrix formation. In comparison to single cage the local application of IGF-I and TGF-(1 demonstrated significantly better fusion results and eliminated donor site morbidity. No local or systemic side effects were associated with the use of the growth factors. Further studies have to determine, if the local combined application of IGF-I and TGF-(1 by a PDLLA- coated interbody cage increases fusion results in the human cervical spine.