Jil Frank (Aachen), PD Dr. med. Miguel Pishnamaz (Aachen), Univ.-Prof. Dr. Elizabeth Rosado Balmayor (Aachen), Univ.-Prof. Dr. med. Frank Hildebrand (Aachen), Dr. Ing. Maximilian Praster (Aachen)
Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)
Einleitung: Vertebral Body Tethering ist eine innovative, wachstumsgestützte und bewegungserhaltende Operationstechnik zur Skoliosekorrektur. 1 Das Tether wird auf der konvexen Seite der Wirbelsäulenkrümmung gespannt, wodurch die Wirbelsäule begradigt und gleichzeitig die Beweglichkeit erhalten wird. Die biomechanischen Auswirkungen einer solchen Operation sind jedoch weitgehend unbekannt.
Ziele: Zur Analyse der biomechanischen Auswirkungen wird ein Mehrkörpersimulationsmodell verwendet.
Material & Methoden: Basierend auf einem bestehenden, validierten Wirbelsäulenmodell wurde ein komplett bewegliches Wirbelsäulenmodell mit implantiertem VBT-System zwischen T7 und L3 entwickelt, Abb. 1. 2 Die Tetherzug- und intervertebralen Kompressionskräfte werden während verschiedener Bewegungen analysiert.
Abb. 1: Bewegliches VBT-Wirbelsäulenmodell
Ergebnisse: Die Tether-Vorspannung hat einen signifikanten Einfluss auf die intervertebralen Kompressions- und Tetherzugkräfte. (Abb. 2) In aufrechter Position erhöht eine Vorspannung von 200N die Kompressionskraft zwischen L1-L2 um bis zu 156,59% im Vergleich zu einer gesunden Wirbelsäule. Die höchste Tetherzugkraft (923,54N) tritt zwischen L1-L2 bei einer lateralen Biegung von 50° zur ungetetherten Seite und einer Vorspannung von 200N auf. Diese Kraft kann potenziell zum Tetherbruch führen, was die häufigste postoperative Komplikation, erklären würde.
Abb. 2: Kompressions- und Tetherzugkraft bei unterschiedlichen Vorspannungen
Zusammenfassung: Das entwickelte flexible VBT-Wirbelsäulenmodell kann die Tetherzug- und intervertebralen Kompressionskräfte bei verschiedenen Bewegungen ermitteln. Dieser numerische Ansatz führt zu einem besseren biomechanischen Verständnis der Wirbelsäule inklusive des VBT-Systems und kann dazu beitragen, Komplikationen wie bspw. Tetherbruch zu vermeiden.
Referenzen:
Baker CE, Milbrandt TA, Larson AN. Orthop Clin North Am 2021;52:137–147 Ignasiak D, Dendorfer S, Ferguson SJ. J Biomech 2016;49:959–966