Abstract-Text deutsch
Einleitung
Im Gegensatz zur Fusion soll ein zervikaler Bandscheibenersatz das behandelte Segment beweglich halten und dadurch die Anschlusssegmente schonen. Gerade der Zwei-Level-Bandscheibenersatz ist jedoch unzureichend untersucht.
Ziel dieser In-vitro-Studie war es daher, den Bewegungsumfang (range of motion, ROM) der Halswirbelsäule nach Ein-Level und Zwei-Level-Bandscheibenersatz sowohl in den behandelten Segmenten als auch in den Anschlusssegmenten zu untersuchen.
Methode
An sieben humanen Spenderwirbelsäulen (C4-T1, Durchschnittsalter 40 ± 17 Jahre) wurde zuerst ein Bandscheibenersatz bei C5-6 durchgeführt und anschließend um ein Level nach kaudal erweitert (C5-7). Im intakten Zustand sowie nach jeder Implantation wurde die ROM der Präparate bestimmt.
Hierzu wurden die Präparate quasistatisch mit reinen Momenten von 1,5 Nm in Flexion/Extension (FE), Seitneigung (SN) und axialer Rotation (AR) belastet (3,5 Zyklen, 1°/s). Dabei wurde mit einem Bewegungsanalysesystem die ROM jedes einzelnen Segments aufgezeichnet.
Die statistische Auswertung erfolgte mittels Friedmann-Test mit anschließenden post-hoc Dunn-Bonferroni-Tests (p < 0,05).
Ergebnisse
In FE erhöhte ein Ein-Level-Bandscheibenersatz (C5-6) die ROM in allen vier Segmenten leicht, wobei der Anstieg nur im kranialen Anschlusssegment (C4-5) signifikant war (Abb. 1 A). Ein zusätzlicher Bandscheibenersatz (C6-7) erhöhte die ROM im behandelten Segment noch weiter (p = 0,054), allerdings ohne die anderen Segmente weiter zu beeinflussen.
In SN verringerte ein Ein-Level-Bandscheibenersatz die ROM im behandelten Segment C5-6 signifikant, beeinflusste die übrigen Segmente jedoch kaum (Abb. 1 B). Ein zusätzlicher Bandscheibenersatz bei C6-7 verringerte dort die ROM ebenfalls, allerdings ohne weiteren Einfluss auf die anderen Segmente.
In AR war die ROM nach Ein-Level-Bandscheibenersatz im behandelten Segment C5-6 verringert (p > 0.05) bei gleichzeitiger Erhöhung im kaudalen Anschlusssegment C6-7 (Abb. 1 C). Ein zusätzlicher Bandscheibenersatz bei C6-7 beeinflusste die ROM daraufhin nicht weiter. Die beiden Randsegmente C4-5 und C7-T1 blieben unverändert.
Diskussion
Die Bewegungserhaltung in FE ebenso wie die Reduktion der Bewegung in SN und AR stimmt mit bisherigen Studien mit verschiedenen Bandscheibenprothesen überein, allerdings wurde der Einfluss auf die Anschlusssegmente bisher kaum beschrieben. In FE führt bereits ein Ein-Level-Bandscheibenersatz zu einer Erhöhung der Bewegung nicht nur im behandelten, sondern auch in den benachbarten Segmenten. Im Rahmen des ventralen Zugangs und der Dekompression des Spinalkanals wird sowohl das vordere Längsband und große Anteile des ventralen Anulus als auch das hintere Längsband auf Bandscheibenfachhöhe reseziert. Dies scheint eine segmentübergreifend destabilisierende Wirkung in FE zu haben, in SN und AR jedoch keinen deutlichen Einfluss auszuüben.
Abstract-Text englisch
Introduction
In contrast to cervical discectomy and fusion, total disc replacement (TDR) aims at preserving the motion at the treated vertebral level, thereby sparing the adjacent segments. Two-level TDR in particular is not sufficiently investigated yet.
Therefore, the aim of this in-vitro study was to investigate the range of motion (ROM) of the cervical spine after one-level and two-level TDR in the target segments as well as the adjacent segments.
Methods
TDR was performed on six fresh frozen human cervical spine specimens (C4-T1, mean age 40 ± 17 years) first one-level at C5-6 and then extended one level further caudal (C5-7). In the intact state and after each implantation the ROM of the specimens was evaluated.
Each specimen was quasistatically loaded with pure moments up to 1.5 Nm in flexion/extension (FE), lateral bending (LB) and axial rotation (AR) in a universal spine tester for 3.5 cycles at 1 °/s. Motion tracking was performed for each vertebral body individually to determine the ROM of each spinal level.
Statistical analysis was performed using a Friedman-test and post-hoc correction with Dunn-Bonferroni-tests (p < 0.05).
Results
In FE, one-level TDR (C5-6) moderately increased the ROM in all four segments, but only significantly at the cranially adjacent segment C4-5 (Fig. 1 A). Additional TDR at C6-7 further increased the ROM at the target segment (p = 0.054) but did not influence the other segments.
In LB, one-level TDR decreased the ROM at the target segment C5-6 significantly, without influencing the other segments (Fig. 1 B). Extending TDR to C6-7 decreased ROM in the target segment again but did not affect the adjacent segments.
In AR, one-level TDR at C5-6 decreased the ROM at the target segment (p > 0.05) while ROM at the caudally adjacent segment C6-7 was increased (Fig. 1 C). Additional TDR at C6-7 did not further affect the ROM. At both segments C4-5 and C7-T1, the ROM was not affected by TDR at all.
Discussion
The motion preservation capabilities in FE as well as the reduction of motion in LB and AR are in line with previous studies of cervical TDR, however the influence on the motion of the adjacent segments is not regularly reported. In FE even one-level TDR results in increased motion not only in the target segment but also the adjacent segments. During the ventral approach and the decompression of the spinal canal the anterior longitudinal ligament, major parts of the ventral annulus and the posterior longitudinal ligament at the target level are dissected. This seems to have a destabilizing effect spanning several segments during FE loading but does not show a clear influence in LB and AR.