Klinische und radiologische Ergebnisse nach posteriorer lumbaler interkorporeller Fusion mit einem neuartigen, distrahierbaren Polyetheretherketon-Implantat

Abstract

Chronische Rückenschmerzen sind in den Industriestaaten die häufigste Ursache für Arbeitsunfähigkeit, Berentung und Frührehabilitation. Diese sind häufig Ergebnis degenerativer Veränderung und betreffen in ca. 60% der Fälle die Lendenwirbelsäule. Die primäre Therapie besteht in konservativen Maßnahmen. Schlagen konservative Maßnahmen nicht an und besteht eine Korrelation zwischen Bildmorphologie und Klinik, so steht die operative Therapie als nächster Schritt zur Verfügung. In den letzten Jahrzehnten wurden Operationstechniken mit verschiedenen Zugangswegen und Implantaten aus verschiedenen Materialien entwickelt. Die posteriore lumbale interkorporelle Fusion (PLIF) hat das Ziel durch Implantation eines intersomatischen Cages den Zwischenwirbelraum wieder aufzurichten und durch Distraktion der Neuroforamina die Nervenwurzeln zu entlasten. Zusätzlich wird versucht durch dorsale Kompression mittels Fixateur interne eine Korrektur der Lendenlordose zu erreichen und eine zugangsbedingte Instabilität zu verhindern. Um eine Korrektur des Alignements und die Fusion des Segmentes zu unterstützen wurde in der vorliegenden Studie ein Zwischenwirbelraum-Implantat aus Polyetheretherketon (PEEK) untersucht, welches nach Implantation auf 6° distrahiert werden kann. Es wurden insgesamt 58 Patienten mit verschiedenartigen degenerativen Erkrankungen der Lendenwirbelsäule nach Implantation eines distrahierbaren PEEK-Cage-Paares und dorsaler Stabilisierung mittels Fixateur interne in PLIF-Technik eingeschlossen. Untersucht wurden die radiologischen und klinischen Ergebnisse nach 6 und 12 Monaten. Die eingeschlossenen Patienten wurden allesamt in der Neurochirurgischen Klinik der Charite Campus Benjamin Franklin versorgt. 47 Patienten wurden monosegmental und 11 mehrsegmental versorgt. Es wurden insgesamt 73 Cage-Paare implantiert. Es wurden im Rahmen der Nachuntersuchung nach 6 und 12 Monaten konventionelle Röntgen-Aufnahmen in anterior-posterioren und seitlichen Strahlengang und in Funktion angefertigt. Zusätzlich wurde der funktionelle Status anhand des VAS und der Denis Pain Scale beurteilt. Der klinisch funktionelle Verlauf wurde mit der JOA-Scale dokumentiert. Hier zeigte sich präoperativ ein Mittelwert von 13,5 Punkten, 14,1 Punkte zum Entlassungszeitpunkt, 15,3 Punkte nach 6 Monaten und 15,8 Punkten nach 12 Monaten. Die Rate der soliden Fusion lag nach 12 Monaten bei 78%. Im 12 Monats-Follow-Up zeigten sich sowohl in den monosegmentalen als auch multisegementalen PLIF´s nicht vollständig fusionierte Segmente. Subsumiert man die Gruppen III und IV zur „Gruppe der funktionell stabilen Spondylodesen“, so zeigten sich bereits in den 6 Monats-Follow-Up Untersuchungen 82,2% der operierten Segmente nach radiologischen und funktionellen Kriterien stabil. Nach 12 Monaten waren dies 91,8%. Das heisst, das nach einer postoperativen Ausheilungszeit von einem Jahr lediglich 8,2% der operierten Segmente als tatsächlich nicht funktionell stabil und fusioniert anzusehen waren. Die Höhe des Zwischenwirbelraumes wurde sowohl prä- als auch postoperativ bestimmt. Hierbei wurde eine durchschnittliche Höhenzunahme von 3,3 mm festgestellt. In den Fällen bei denen neben der Wiederherstellung der Bandscheibenhöhe auch die Wiederherstellung des Lordosewinkels erreicht werden soll, stellt der hier untersuchte distrahierbare Cage somit eine Alternative dar. Allerdings lässt sich bezüglich des Versuches des Realignements durch Wiederherstellung des Lordosewinkels im Zwischenwirbelraum feststellen, dass die distrahierbaren Cages nach Distraktion auf 6° lediglich einen Lordosewinkel von durchschnittlich 4,26° erreichen. Dies entspricht 2/3 des vom Hersteller angegebenen Aufspreiz-Winkels. Die vollständigen 6° werden in den meisten Fällen dann nach zusätzlicher dorsaler Kompression über die Pedikelschrauben und Verbindungsstäbe erreicht. Somit kann der Cage zwar auch als stand-alone Variante eingesetzt werden, die gewählte Cagegröße sollte in diesen Fällen jedoch knapp 130% des anzustrebenden Winkels im Zwischenwirbelraum betragen. Die posteriore lumbale interkorporelle Fusion mit Cages und dorsaler Instrumentation stellt ein erfolgreiches Operationsverfahren nach Dekompression nervaler Strukturen im degenerativ veränderten Spinalkanal dar. Das Polyetheretherketon (PEEK) Material stellt sich aufgrund seiner hervorragenden Biokompatibilität als ein geeignetes Material dar. Die vorliegenden Ergebnisse der PLIF unter Verwendung des distrahierbaren Cages und dorsaler Instrumentation zeigen zufriedenstellende radiologische Fusionsergebnisse. Zum Teil erst spät einsetzende Trabekelbildung im Zwischenwirbelraum kann dabei am Einwachsverhalten des PEEK Materials im Rahmen einer Distanzosteoneogenese erklärt werden, was Ansatz für weitere Forschung auf diesem Gebiet bietet.

Chronic back pain is one of the major causes of inability to work, early rehabilitation and premature retirement in the industrialized societies. This as a result of degenerative changes involving the lumbar spine in up to 60% of the cases. Conservative measures are to be begun with. In case of failure of the conservative treatment and the presence of a correlation between the clinical signs and symptoms with the morphological imaging, the surgical treatment is to be considered. In the past decades, different surgical techniques and approaches have been developed using implants of various models and materials. The posterior lumbar interbody fusion (PLIF) is on of theses techniques with the aim of segmental fusion with intervertebral cage insertion to regain height and decompression of the nerve root by distraction. Additionally, the retention of lumbar lordosis and the prevention of the approach-induced instability are achieved by dorsal compression through supplemental dorsal transpedicular screw/rod instrumentation. For segmental spinal alignment and fusion, a polyetheretherketon (PEEK) implant model was chosen in our study to be inserted in the intervertebral space that could be distracted up to 6°. 58 patients were included in our study. These patients underwent posterior lumbar interbody fusion using a distractable PEEK cage pairs and transpedicular dorsal instrumentation for degenerative disc diseases. The radiological and clinical outcome after 6 and 12 months was assessed. All the patients were treated in the department of neurosurgery- Charité at Campus Benjamin Franklin. 47 patients had a mono-segmental fusion and 11 a multi-segmental fusion. 73 cage pairs were implanted. The radiological outcome was assessed by conventional lumbar x-ray follow up after 6 and 12 months in anterior-posterior, lateral and functional view. The functional outcome was studied by using the VAS and Denis Pain Scale. The clinical functional follow up was documented using the JOA-Scale. The last showed a preoperative mean of 13,5 points, 14,1 points on discharge, 15,3 points after 6 months and 15,8 after 12 months. The rate of bony consolidated segments was 78% after 12 months. After 12 months follow up a number of mono- segmental and multi-segmental fused levels showed incomplete bony fusion. On subsuming group III and IV to the “ group of functionally stable levels”, 82,2% of the treated levels could show segmental stability on the basis of the radiological and functional criteria as early as 6 months. After 12 months the stability rate increased up to 91,8%. This suggested that 8,2% of the treated segments showed neither functional stability nor fusion after 12 months of follow up. The segmental intervertebral height was measured before and after surgery. In so doing, an increase of the mean intervertebral height of 3.3 mm was gained. In the cases were both the reconstruction of the intervertebral height and the retention of the lordosis angle is to be aimed, the using of the distractable cage is an alternative option. However, the aim to regain complete segmental alignment through the retention of the lordosis angel was limited by the fact that the distractable cage could only retain 4,26° of the originally 6° distraction. This corresponds to two thirds of the manufacturer given value of distraction angle. The complete 6° can be only achieved by using dorsal compression through transpedicular screw/rod instrumentation. Hence, the distractable cage can be used as a stand-alone implant, but the size of the to be used implant has to corresponds to 130% of the aimed lordosis angle in the intervertebral space. The posterior interbody fusion with cage and dorsal transpedicular instrumentation represents a successful surgical option after decompression of the neural structures for degenerative diseases of the lumbar spinal canal. The high biocompatibility of Polyetheretherketon (PEEK) acts as an excellent material to be used for manufacturing intervertebral cages. The above-mentioned result of posterior interbody fusion using distractable cages and dorsal instrumentation shows a satisfactory radiological outcome of fusion. The late onset of trabecular growth in the intervertebral space could be explained by the ingrowth’s manner of PEEK material in the course of distance osteogenesis. That should be the basic approach of further studies.