Introduction Symptomatic degenerative lumbar instability of the spine is often treated with posterior lumbar interbody fusion (PLIF) surgery. Bone graft material is commonly inserted into the intervertebral cages to induce ossification and thus promote stability in the operat-ed segment aiming to reduce micro- and macro-instability which may result in compli-cations. As there are no known clinical studies conducted without the insertion of bone graft material during the stabilizing intervention, data regarding the rates of osseous fusion is sparse. In this study we aimed to assess retrospectively the quantity of osse-ous fusion brought on by PLIF surgery using intervertebral polyetheretherketone (PEEK) and titanium cages that were implanted without the use of bone graft material, thus closing a significant scientifical gap in the research conducted so far.
Methods We retrospectively included forty patients that met our inclusion criteria. The patient’s age ranged from 43 to 83 years. Both sexes were included. All included patients had a radiologically confirmed and symptomatic mono- or bisegmental degenerative instabil-ity of the lumbar spine. 25 patients received surgery using PEEK cages in a total of 28 segments and 15 patients with a total of 17 segments were implanted titanium cages. All patients underwent PLIF surgery including rigid dorsal instrumentation. The primary outcome parameter was the rate of osseous fusion radiologically assessed by CT and/or dynamic radiographs plus a newly devised fusion scoring system at follow-up. Secondary parameters included a quantitative analysis of complications such as im-plant failure, adjacent segment disease and re-operation. In addition, a new scoring system was established to objectify radiological assessment.
Results The mean age in the PEEK group was 69 +/- 10 years and 63 +/- 12 years in the titani-um group. The PEEK group had a mean follow-up of 39 +/- 13 months and the titanium group one of 24 +/- 12 months. Fusion rates according to radiologic criteria were an overall of 40% (32% PEEK and 53% titanium). Fusion rates according to our fusion scoring system resulted in a rate of 24% solid fusion (25% PEEK and 24% titanium). Complications such as screw loosening/adjacent-level disease were observed in 8%/8% in the PEEK group and in 0%/7% in the titanium group, respectively.
Conclusion Transplantation of bone grafting material in PLIF-surgery using PEEK and titanium cages seems to have an important impact on osseous fusion. The rate of fusion in our study was notably lower than the fusion rates described in previous studies. Rates of common complications such as implant failure and adjacent level disease remain low despite reduced osseous fusion in the operated segment. It is imperative to establish universal radiologic criteria for the assessment of osseous fusion after arthrodesis to enhance objectivity and comparability of clinical studies regarding fusion rates after surgery of the lumbar spine.
Kurzzusammenfassung Einleitung Die posterior lumbar interbody fusion (PLIF), ist ein häufiger Eingriff bei degenerativen Wirbelsäulenerkrankungen und hat die stabile Fusion eines Wirbelsäulensegmentes und somit die Therapie von Lumboischialgien als Ziel. Knochen(ersatz)material wird zusammen mit dem intervertebralen Cage im Bandscheibenfach platziert, um eine knöcherne Fusion zu fördern. Die Fusionsrate von lumbalen Stabilisierungsoperatio-nen, die ohne autologen Knochen durchgeführt wurden, ist unbekannt, da es hierzu keine klinischen Studien gibt. Das Ziel dieser Studie war es, die Fusionsrate von lum-balen Stabilisierungsoperationen mittels PLIF, die ohne die Transplantation von auto-logen Knochen durchgeführt wurde, zu untersuchen.
Material und Methoden Es wurden retrospektiv 40 Patienten identifiziert, die aufgrund einer mono- oder bise-gmentalen degenerativen Spondylolisthesis der lumbalen Wirbelsäule, nachgewiesen durch MRT, Funktionsröntgen und/oder Funktionsmyelographie, mittels PLIF und oh-ne Verwendung von Knochentransplantat operiert wurden. Polyetheretherketon (PEEK) – Cages wurden in 28 Segmenten (bei 25 Patienten) und Titan-Cages wurden in 17 Segmenten (bei 15 Patienten) verwendet. Beurteilt wurde als primäres Ergebnis die ossäre Fusion der operierten Segmente und als sekundäre Ergebnisse das Auftre-ten von Komplikationen wie Implantatversagen, Anschlussdegeneration und Reopera-tionen. Für die Vergleichbarkeit von Studien zu Fusionsraten, wurde zudem ein Punk-tesystem erarbeitet, welches die radiologische Beurteilbarkeit von knöchernen Fusio-nen vereinfachen soll.
Ergebnisse Es konnte kein Altersunterschied zwischen der PEEK- und der Titan-Gruppe (PEEK: 69±10 Jahre, Titan: 63±12 Jahre) festgestellt werden. Die mittlere Follow-up Zeit betrug 39±13 Monate (PEEK) bzw. 24±12 Monate (Titan). Die radiologisch beurteilte Fusions-rate betrug im Durchschnitt 40%, 32% in der PEEK- und 53% in der Titan-Gruppe. Die Fusionsrate beurteilt nach Punktesystem, betrug durchschnittlich 24%, 25% in der PEEK-Gruppe und 24% in der Titan-Gruppe. Ein Implantatversagen / eine An-schlussdegeneration wurde in 8% / 8% in der PEEK- und in 0% / 7% in der Titan-Gruppe beobachtet. Die Unterschiede in den Verknöcherungsraten zwischen der Verwendung von PEEK- und Titan-Cages wurde aufgrund der geringen Patientenzahl nicht untersucht.
Schlussfolgerung Fusionsraten von PLIF-Operationen ohne die zusätzliche Transplantation von Kno-chenmaterial sind niedrig. Die Implantation von Knochen- oder Knochenersatzmaterial scheint einen wesentlichen Einfluss auf die Bildung einer stabilen knöchernen Fusi-on zu haben. Deshalb sollte, wenn möglich, die Transplantation von Knochenmaterial erfolgen. Das Auftreten eines Implantatversagens oder einer Anschlussdegeneration ist trotz geringer Fusionsrate selten. Außerdem ist es für die Vergleichbarkeit von Stu-dien zu Fusionsraten unabdingbar, einheitliche radiologische Kriterien festzulegen, anhand derer die knöcherne Fusion beurteilt werden kann.
