In vivo Evaluation eines posterioren dynamischen Stabilisationssystems am lumbalen ovinen Bandscheibendegenerationsmodell

Abstract

Die Nukleotomie bzw. Diskektomie stellt bei klinisch symptomatischen Bandscheibenprotrusionen oder -prolapsen den bisherigen Goldstandard der operativen Therapien dar. In Folge des Nukleusverlustes kommt es allerdings vielfach zu einem Fortschreiten der degenerativen Kaskade in dem betroffenen Bewegungssegment. Häufig sind Folgeeingriffe notwendig und am Ende der Behandlung steht die Fusion. Die rigide Instrumentation der Spondylodese geht jedoch mit einer Reihe von bekannten Nachteilen einher. Die Entwicklung eines Behandlungsansatzes mit dem Ziel des Erhaltes einer größeren physiologischen Funktionalität, der Restabilisierung des betroffenen Bewegungssegmentes und das Verhindern des Fortschreitens der Degeneration würde somit eine Vielzahl von Vorteilen bieten. Das Ziel dieser in vivo Studie am Schafsmodell war es, den Nutzen eines experimentellen dynamischen Stabilisationssystems am nukleotomierten Wirbelsäulensegment L3-L4 im Vergleich zur alleinigen Nukleotomie zu untersuchen. Von 40 Schafen wurden 20 Tiere im Segment L3-L4 nukleotomiert und anschließend zusätzlich mit einem dorsalen dynamischen Stabilisationssystem versorgt (Gruppen I A, II A: n = 10). Die verbleibenden 20 Schafe wurden im gleichen Segment lediglich nukleotomiert und dienten als Kontrollgruppen (Gruppen I B, II B: n = 10). Die Tiere der Gruppen I A und I B wurden nach 12 und die Tiere der Gruppen II A und II B wurden nach 48 Wochen euthanasiert. Im Anschluss ist das Segment L3-L4 histologisch aufgearbeitet und semiquantitativ histomorphologisch sowie histomorphometrisch analysiert worden. Das von uns verwendete Degenerationsmodell der partiellen Nukleotomie führte innerhalb eines Jahres zu einer ausgeprägten Bandscheibendegeneration, nicht jedoch zu Veränderungen der Facettengelenke. Durch die zusätzliche Implantation eines dorsalen dynamischen Stabilisationssystems nach Nukleotomie am Schafsmodell konnte nach Ablauf beider Standzeiten kein statistisch signifikanter Unterschied der Degeneration der Bandscheibe und ihrer angrenzender Gewebe beobachtet werden. Der Einsatz dieses dynamischen Stabilisationssystems im Rahmen einer klinischen Studie ist nach den hier vorliegenden histologischen Ergebnissen nicht zu empfehlen.

Currently, microsurgical nucleotomy is the state of the art treatment for clinical symptomatic disc protrusion or prolapses. As a result of loss of the nucleus a progressive degeneration of the treated motion segment is often observed. Reoperations are frequently necessary and a segmental fusion operation is often the last option for treatment of recurrent disc prolapses. Development of a treatment, which avoids the disadvantages of rigid instrumentation of interbody fusion, would be advantageous in various indications. The aim of this in vivo study on animal model was to investigate the effects of an experimental dynamic stabilization system on the lumbar segment L3-L4 after nucleotomy compared with a control group. Forty sheep underwent standardized partial anterolateral nucleotomy at lumbar segment L3-L4. After randomization, twenty animals underwent additional dynamic stabilization of L3-L4 (group IA, IIA). The remainder serve as control groups (group IB, IIB). Animals of group IA and IB were sacrificed after 12 weeks and group IIA and IIB after 48 weeks. Lumbar discs L3-L4 with adjacent subchondral trabecular bone were harvested and analyzed macroscopically and histologically. An image-analyzing computer program was used to measure histomorphometric indices of bone structure. Partial nucleotomy of the ovine lumbar disc leads to distinctive histological signs of disc degeneration within 12 months, but not to changes of facet joints. By using additional posterior dynamic stabilization after nucleotomy in ovine model no significant difference in degeneration of disc and adjacent tissue was observed. On the basis of results of this study the clinical use of experimental dynamic stabilization system is not to recommend.