DWG 2022

17. Deutscher Wirbelsäulenkongress

Prof. Dr.

Vorsitz

Prof. Dr. Dr.

PD Dr.

Sekundäre Dislokationen nach Stabilisierungsoperationen der subaxialen Halswirbelsäule bei B-Verletzungen mit begleitender Facettengelenkverletzung

Abstract-Text deutsch Fragestellung Verletzungen der subaxialen Halswirbelsäule (sHWS) vom Typ B nach AO Spine können mit verschiedenen Facettengelenkverletzungen (FV) einhergehen, die nach steigender Instabilität von F1 bis F4 eingeteilt werden. Typ F1 FV gelten als stabil, Typ F2 als potenziell instabil und Typ F3 sowie Typ F4 FV gelten als instabil. Diese Studie sollte ermitteln, ob bei B-Verletzungen der sHWS (i) das Vorhandensein und die Instabilität einer begleitenden FV die Rate sekundärer Dislokationen nach operativer Stabilisierung beeinflusst und, (ii) ob die Dislokationsrate bei instabilen FV abhängig von der Stabilisierungsoperation (ventral, dorsal, kombiniert) ist. &nbsp; Methodik Es erfolgte eine retrospektive Analyse klinischer Daten von Patienten mit Operation von B-Verletzungen der sHWS in einem überregionalen Traumazentrum von 2010 bis 2020. Begleitende FV wurden nach AO Spine klassifiziert. Patienten wurden eingeteilt in eine Gruppe ohne instabile FV (keine FV oder F1, Gruppe "Stab") und eine Gruppe mit instabiler oder potenziell instabiler FV (F2 – F4, Gruppe "Instab") und die Häufigkeit sekundärer Dislokationen innerhalb 60 Tage nach Operation zwischen den Gruppen verglichen. Zum Vergleich der Stabilisierungsoperationen bei instabiler FV wurde die Gruppe "Instab" in eine Untergruppe mit allein ventraler und eine Untergruppe mit dorsaler oder kombinierter Stabilisierungsoperation eingeteilt und die Raten sekundärer Dislokationen zwischen den Gruppen verglichen. Die statistische Analyse erfolgte jeweils mittels 2x2-Kreuztabellen und Boschloo"s Test (R/JASP). Das Signifikanzniveau wurde auf p&lt;0,05 gesetzt. &nbsp; Ergebnisse 135 Patienten wurden eingeschlossen. Die Häufigkeiten der verschiedenen FV waren wie folgt: Keine FV: 71 (52,6%); F1: 20 (14,8%); F2: 28 (20,7%); F3: 5 (3,7%); F4: 11 (8,1%). Damit fielen 91 Patienten (67,4%) in die Gruppe "Stab" und 44 Patienten (32,6%) in die Gruppe "Instab". Die beiden Gruppen waren hinsichtlich Alter, Geschlecht und Begleitverletzungsschwere vergleichbar. In der Gruppe "Stab" traten keine sekundären Dislokationen auf (0,0%), in der Gruppe "Instab" traten 5 sekundäre Dislokationen auf (11,4%). Dieser Unterschied war statistisch signifikant (p=0,0024). Innerhalb der Gruppe "Instab" erhielten 21 Patienten eine allein ventrale Stabilisierung, hier traten 4 sekundäre Dislokationen auf (19,0%), wohingegen bei den 23 dorsal oder kombiniert stabilisierten Patienten nur 1 sekundäre Dislokation auftrat (4,3%). Dieser Unterschied war statistisch nicht signifikant (p=0,0925). &nbsp; Schlussfolgerungen Bei B-Verletzungen der sHWS nach AO Spine ist die Rate sekundärer Dislokationen signifikant erhöht, wenn begleitend eine instabile oder potenziell instabile FV vorliegt. Die Dislokationsraten in diesem Patientenkollektiv sind bei alleiniger ventraler Stabilisierung höher als bei dorsaler oder kombinierter Stabilisierung, jedoch ohne statistische Signifikanz. Limitation ist die geringe Beobachtungshäufigkeit des Endpunktes.Abstract-Text englisch Background AO Spine type B injuries of the subaxial cervical spine (sCS) can be associated with different facet joint injuries (FI), which are classified from F1 to F4 according to increasing instability. Type F1 FI are considered stable, type F2 are considered potentially unstable, and type F3 and type F4 FI are considered unstable. This study aimed to determine whether in type B injuries of the sCV (i) the presence and instability of a concomitant FI influences the rate of secondary dislocations after surgical stabilization and, (ii) whether the dislocation rate in unstable FI is dependent on the stabilization surgery (anterior, posterior, combined). &nbsp; Methods A retrospective analysis of clinical data of patients with surgery for type B injuries of the sCS in a national trauma center from 2010 to 2020 was performed. Concomitant FI were classified according to AO Spine. Patients were divided into a group without unstable FI (no FI or F1, group "Stab") and a group with unstable or potentially unstable FI (F2 - F4, group "Unstab") and the frequency of secondary dislocations within 60 days after surgery was compared between to the groups. To compare stabilization surgery for unstable FI, the "Unstab" group was divided into a subgroup with anterior stabilization alone and a subgroup with posterior or combined stabilization surgery, and the rates of secondary dislocations between the groups were compared. The statistical analysis was performed using 2x2 contingency tables and Boschloo's test (R/JASP). The level of significance was set to p&lt;0.05. &nbsp; Results 135 patients were included. The frequencies of the different FI were as follows: No FI: 71 (52.6%); F1: 20 (14.8%); F2: 28 (20.7%); F3: 5 (3.7%); F4: 11 (8.1%). Thus, 91 patients (67.4%) fell into the "Stab" group and 44 patients (32.6%) into the "Unstab" group. The two groups were comparable concerning age, gender, and Injury Severity Score. No secondary dislocations occurred in the "Stab" group (0.0%); 5 secondary dislocations occurred in the "Unstab" group (11.4%). This difference was statistically significant (p=0.0024). In the "Unstab" group, 21 patients received anterior stabilization alone, here 4 secondary dislocations occurred (19.0%). Only 1 secondary dislocation occurred in the 23 patients with posterior or combined stabilization (4.3%). This difference was not statistically significant (p=0.0925). &nbsp; Conclusions The rate of secondary dislocations is significantly increased in type B injuries of the sCS according to AO Spine if there is an accompanying unstable or potentially unstable FI. The dislocation rates in this subgroup of patients are higher with anterior stabilization alone than with posterior or combined stabilization, yet without statistical significance. This study is limited by its endpoints low frequency of observation.

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Abstractvortrag

Professor

Pull-out resistance of Facet versus Laminar C2 screws – an experimental comparative biomechanical investigation

Abstract-Text deutsch Unavailable.Abstract-Text englisch Background: Trans-pedicular or trans-isthmic screws for C2 instrumentation represent the gold standard; however, the anatomy is not always compatible (hypoplastic pedicles, procidentia of the vertebral artery). Alternatives have been proposed, using laminar screws or, recently, bicortical facet screws. Research question: To date, no biomechanical studies have compared facet versus laminar screws of C2. We propose a morphometric analysis and a pull-out strengths comparison of both techniques.&nbsp; Study design: In vitro randomized comparative biomechanical study. Methods: Thirty-two human cadaveric C2 vertebrae beneficiated from a CT-scan imaging and a Dual X-Ray Absorptiometry before receiving both techniques, randomized according to side and sequence. Screws positioning was verified using 2D X-rays. Sixty-four mechanical tests were performed using pure tensile loading along the axis of the screws until pull-out. The mean pull-out strengths were compared using paired tests, multivariate and survival analysis (Kaplan-Meier curves). Results: The morphometric data were consistent with previous studies. Regarding the 64 tests, the mean pull-out strength of laminar screws (707 ± 467 N) was significantly higher than that of facet screws (390 ± 230 N) (p = 0.0004). Bone mineral density was moderately positively correlated with pull-out strength (r = 0.42 for facet screws and r = 0.3 for laminar screws). Both techniques were mechanically equivalent when an intra-laminar cortical grip was not achievable for laminar screws. The mean pull-out strength for LS with laminar cortical grip (1071 ± 395 N) was significantly higher than that of LS without (423 ± 291 N) (p &lt; 0.0001). Discussion: Our results strongly suggest that bicortical facet screws of C2 offer less mechanical resistance (almost half lower) than laminar screws, except if the intra-laminar grip is not achievable. Alternative loading biomechanical scenarios may be investigated to further confirm these results.

Der zell-spezifische Knockout von endothelialem Ephrin-B2 führt zu aggravierter posttraumatischer Öffnung der Blut-Rückenmarksschranke in der akuten und subakuten Phase nach experimenteller Rückenmarksschädigung

Abstract-Text deutsch Einleitung: Die posttraumatische Öffnung der Blut-Rückenmarksschranke (BSCB) ist ein entscheidender Pathomechanismus nach Rückenmarkstrauma und deren Erholung ist grundlegend für die Regeneration des Rückenmarks. Das Leitprotein Ephrin-B2 spielt eine wichtige Rolle bei Zell-Zell-Kontakten in der neurovaskulären Einheit, wobei der spezielle Effekt in Endothelzellen nach Rückenmarksverletzungen unbekannt ist. In der vorliegenden Arbeit untersuchen wir die zell-spezifische Rolle von endothelialem Ephrin-B2 in einem Knockout-Mausmodell in der akuten bis subakuten Verletzungsphase bis zu 7 Tage nach Rückenmarkstrauma.&nbsp; &nbsp; Material/Methoden: In erwachsenen CDH5-CreERT2-Efnb2lox/lox (KO) und Wildtyp-Mäusen (WT) (m/f; n=66) wurde mittels modifiziertem Aneurysma-Clip (5g, 60s) ein thorakales (Th6/7) Clip-Kompressions-Rückenmarkstrauma oder ein Sham-Trauma (2-Höhen-Laminektomie) induziert. Durch die konsekutive Injektion von Tamoxifen (über 5d) wurde spezifisch in Endothelzellen über den Promotor CDH5 Ephrin-B2 mittels Cre-lox-System ausgeschaltet. Neurologische Untersuchungen erfolgten an den Zeitpunkten 1, 3 und 7d nach Trauma (CatWalk® Ganganalyse, Basso Mouse Scale, n=16). Zusätzlich erfolgten longitudinale in vivo 7Tesla-MRT Aufnahmen sowie histologische Analysen an jedem Zeitpunkt (LFB+H&amp;E, CD31+Evans Blue n=31). Die Integrität der BSCB wurde mittels Evans-Blue-Fluoreszenz Assay quantifiziert (Tecan, n=35). Alle&nbsp;Tierexperimente wurden behördlich genehmigt (G031417).&nbsp; &nbsp; Ergebnisse: Die quantitative Analyse der EVB-Extravasation ergab eine signifikant erhöhte Permeabilität der Blut-Rückenmarksschranke an Tag 1 und 3 nach Trauma in Ephrin-B2 KO im Vergleich zu WT Mäusen (1d:p=0,0107, 3d:p=0,0002). An Tag 7 zeigte sich kein signifikanter Unterschied mehr (7d:p=0,1785). Die neurologischen Untersuchungen zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen KO und WT Gruppe, wobei bis zu Tag 7 keine relevante Regeneration der Hinterpfoten-Aktivität erreicht wurde (1-7d:p&gt;0.05). &nbsp; Diskussion: Ephrin-B2 spielt eine entscheidende Rolle in der Erhaltung der Integrität und der Regeneration der BSCB nach Rückenmarkstrauma, und der zell-spezifische Knock-Out in Endothelzellen führt zu einer aggravierten sekundären Rückenmarksschädigung in der akuten und subakuten Phase nach Trauma. Zur Beurteilung des Einflusses auf die neurologische Regeneration nach Rückenmarkstrauma ist die Evaluation längerer Beobachtungszeiträume vonnöten.Abstract-Text englisch Background: The disruption of the Blood-Spinal-Cord-Barrier (BSCB) is a leading pathophysiology in traumatic Spinal Cord Injury (SCI), and its restitution&nbsp;plays a crucial role in&nbsp;spinal cord regeneration. The guidance molecule Ephrin-B2 promotes cell-cell-contacts in the neurovascular unit. However, its specific role in endothelial cells following SCI is unknown. With this study, we characterize the posttraumatic BSCB disruption and restitution dependent on the endothelial cell-specific knock-out (KO) of Ephrin-B2 in a mouse model up to 7d post SCI. &nbsp;&nbsp; Methods: Adult CDH5-CreERT2-Efnb2lox/lox (KO) and littermate wildtype (WT) mice&nbsp;(m/f, n=66) underwent mid-thoracic (Th6/7) clip-compression SCI via modified aneurysm clip (5g, 60s)&nbsp;or sham-injury (two-level laminectomy). Endothelial cell-specific Ephrin-B2 KO was induced via the promotor CDH5 in a cre-lox-system with consecutive injections of tamoxifen (5d period). Neurobehavioral&nbsp;analysis was performed (n=16) using Catwalk® gait analysis and Basso Mouse Scale at&nbsp;1, 3, and 7d post SCI. Additionally, in vivo 7Tesla-MRI was performed, and individual specimens&nbsp;were sacrificed&nbsp;for qualitative histological analysis at each time point (LFB+H&amp;E; CD31+Evans-Blue, n=31). BSCB disruption was&nbsp;quantified&nbsp;using Evans-Blue fluorescence assay&nbsp;(Tecan, n=35).&nbsp;Animal experimental permission was granted (G031417).&nbsp; &nbsp; Results: Quantitative assessment of EVB-extravasation displayed a significant BSCB disruption in KO SCI animals compared to WT SCI animals at 1d and 3d but not at 7d post SCI (1d:p=0,0107, 3d:p=0,0002, 7d:p=0,1785). Neurobehavioral analyses showed no differences between KO SCI and WT SCI animals, with no significant regaining of hindlimb function in the course up to 7d post SCI in both groups (1-7d:p&gt;0.05). &nbsp; Conclusion: Ephrin-B2 signaling plays a significant role in BSCB maintenance and repair, as the posttraumatic BSCB disruption is aggravated by the endothelial cell-specific KO of Ephrin-B2, leading to aggravated secondary injury. Whilst no significant recovery of hindlimb function is achieved post SCI up to 7d, analyses of longer recovery periods are necessary to evaluate the impact on functional recovery.

Rückenmarkstrauma

Serum neurofilament light (NF-L) und glial fibrillary acidic protein (GFAP) Konzentrationen und deren Assoziation mit MRT Parameters in Patienten mit akuter Rückenmarkverletzung

Abstract-Text deutsch Einleitung:&nbsp;Der neurologische Schweregrad einer Rückenmarkverletzung (SCI) wird in einer standardisierten Untersuchung erhoben. Diese ist jedoch subjektiv, wenig prädiktiv und vor allem in der Akutphase oft beeinflusst durch Begleitverletzungen und sedierende Medikamente. Daher wären Biomarker, die den Schweregrad objektivieren und das Erholungspotential vorhersagen können für die klinische Entscheidungsfindung von großer Bedeutung. Erste Studien haben GFAP und NF-L als potentielle Marker im Serum identifiziert. Zudem wurde versucht präoperative MRT Parameter als Surrogatparameter heranzuziehen. Diese Studie versucht MRT Parameter mit serologischen Markern zu kombinieren, um die Aussagekraft verschiedener Biomarker zu erhöhen. Material und Methoden:&nbsp; Dies ist eine retrospektive Analyse von prospektiv gesammelten Daten. Akute SCI Patienten wurden eingeschlossen und erhielten regelmäßige Blutabnahmen innerhalb der ersten 5 Tage nach Verletzung. Die Konzentrationen von GFAP und NF-L wurden mittels SimoaTM Technoloige (ultrasensitiver Immunoassay) bestimmt. ASIA Impairment Scale (AIS) Grad wurden standardmäßig gemäß internationaler Empfehlung erhoben. Als MRT Parameter wurden vorab publizierte Surrogatparameter analysiert. Alle Patienten mit vorhandener serologischer Auswertung und präoperativem MRT wurden eingeschlossen. Resultate:&nbsp;Diese Studie umfasst 74 akute SCI Patienten. GFAP wurde schnell in die Blutbahn ausgeschüttet und zeigte einen rapiden und vom Schweregrad abhängigen Anstieg. NF-L stieg innerhalb der ersten 5 Tage kontinuierlich an. Beide serologischen Marker korrelierten mit dem neurologischen Schweregrad. Zudem zeigten beide eine Abhängigkeit zu diversen MRT Parametern. In der folgenden unbiased recursive partioning Analyse waren der BASIC Score, die intramedulläre Läsionlänge und GFAP Levels nach 24 Stunden die signifikantesten Marker für den Schweregrad der Verletzung. Die Läsionslänge und GFAP nach 72 Stunden waren die am stärksten prädiktiven Marker für die neurologische Erholung. Diskussion: Gewisse präoperative MRT Parameter und GFAP Konzentrationen zu bestimmten Zeitpunkten erlauben den Schweregrad von Rückenmarkverletzungen zu objetivieren und könnte die neurologische Erholungswahrscheinlichkeit voraussagen. &nbsp;Abstract-Text englisch Introduction:&nbsp;Injury severity after traumatic spinal cord injury (SCI) in the acute setting is assessed by a standardized neurological examination that is subjective, poorly predictive of outcome and often impossible or severely confounded by pharmacological sedation, or concomitant injuries. Therefore, biomarkers that objectively characterize severity and are able to predict outcome are urgently needed for clinical decision-making, communication with patients and their families as well as study design. Preliminary data shows that serological values of NF-L and GFAP are interesting candidates for objective diagnostic and prognostic biomarkers. Previous studies also tried to assess magnetic resonance imaging (MRI) findings as potential surrogate markers for SCI. The following study aims to combine certain MRI findings with serum values of NF-L and GFAP as potential markers to characterize injury severity, predict outcome and eventually monitor treatment response. Material and Methods:&nbsp;This is a retrospective analysis of prospective collected data. Patients with acute traumatic SCI were included in an observational trial in which serial serum samples were collected in the first 5 days after injury. The concentrations of NF-L as well as GFAP were analyzed using SimoaTM technology. ASIA impairment Scale (AIS) grade and motor scores were obtained according to the International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury at presentation and at 6-months post-injury. As MRI parameters we assessed the Maximal Canal Compromise (MCC), Maximal Spinal Cord Compromise (MSCC), intramedullary lesion length, intramedullary hemorrhage, AO Spine fracture classification, BASIC score and sagittal grade. We included all patients from our institution that were enrolled in the prospective trial and had preoperative MRI available. Results:&nbsp;We included 74 patients.&nbsp;GFAP is rapidly released into the blood stream in a severity dependent manner, whereas NF-L increases within the first 5 days after injury. Both, GFAP and NF-L, are associated with&nbsp;motor scores. Further, they are associated with multiple MRI findings. Unbiased recursive partitioning revealed the BASIC Score, intramedullary lesion length as well as GFAP levels after 24 hours as the most important predictors for injury severity. Intramedullary lesion length in the preoperative MRI as well as GFAP levels after 72 hours were able to predict the neurological outcome after 6 months of follow-up. Discussion:&nbsp;Initial&nbsp;data indicates that certain MRI parameters as well as serological GFAP levels qualify as potential biomarkers after acute human SCI to stratify patients according to the severity and may be able to predict outcome.

Serum neurofilament light (NF-L) und glial fibrillary acidic protein (GFAP) Konzentrationen und deren Assoziation mit MRT Parametern in Patienten mit akuter Rückenmarkverletzung

Calciumsulfat/Hydroxylapatit vermittelte kontrollierte Freisetzung von BMP-2 und Zoledronsäure verbessert die Wirbelsäulenfusion im Rattenmodell

Abstract-Text deutsch Einleitung: Spinale Fusionen werden zur Behandlung verschiedener Pathologien eingesetzt. Bei 25-35% der Patienten tritt allerdings ein Fusionsversagen ein. Der Wachstumsfaktur BMP-2 wurde für die Unterstützung spinaler Fusionen zugelassen, ist aber zugleich ein starker Induktor der Osteoklasten-basierten Knochenresorption. Dies führt zu einer verminderten Knochenqualität. Darüber hinaus ist das klinisch zugelassene Trägermaterial (resorbierbarer Kollagenschwamm), welches zur Abgabe von rhBMP-2 verwendet wird, suboptimal und verursacht eine vorzeitige Freisetzung des Proteins. Unsere Studien zeigten eine positive kumulative Wirkung auf die Knochenregeneration, wenn BMP-2 und Zoledronsäure (ZA) von einem optimierten CaS/HA-Scaffold im Ratten-Femurdefektmodell freigesetzt wurden. Ziel dieser Studie ist es daher zu zeigen, dass die lokale Anwendung von BMP-2 und ZA vorteilhaft für die Wirbelsäulenfusion ist. Methoden: In Abhängigkeit vom implantierten Material wurde die Studie in 7 Gruppen aufgeteilt (I. CaS/HA, II. CaS/HA + BMP-2, III. CaS/HA + systemisch ZA, IV. CaS/HA + lokal ZA, V. CaS/HA + BMP-2 + systemisch ZA, VI. CaS/HA + BMP-2 + lokal ZA, VII. Leerdefekt. Für den Versuch wurden 132 männliche Wistar-Ratten (Alter 8 Wochen) eingesetzt (n = 12 nach 3 Wochen und n = 10 nach 6 Wochen pro Gruppe, Tierversuchsnr. 25-5131/474/38). Es wurde eine posterolaterale, intertransversale Wirbelsäulenfusion bei L4 bis L5 bilateral durchgeführt, und gruppenabhängig Scaffolds implantiert. Nach 3 Wochen und nach 6 Wochen wurden μCT- und histologische Analysen durchgeführt. Für die statistische Auswertung zwischen den Gruppen wurden one way-ANOVA und Tukeys Post-hoc-Test eingesetzt. Ergebnisse: Die μCT-Auswertung zeigte die besten Ergebnisse der Wirbelsäulenfusion, wenn die CaS/HA-Scaffolds mit BMP-2 und lokaler ZA funktionalisiert wurden (Abbildung 1). Die CaS/HA + BMP-2 + lokal ZA-Gruppe hatte im Vergleich mit allen anderen Gruppen nach 3 Wochen das größte Knochenvolumen und nach 6 Wochen das größte Knochenvolumen und die höchste Knochendichte (Abbildung 2). Auch die histologischen Schnitte bestätigten den höchsten Grad der knöchernen Fusion in der CaS/HA + BMP-2 + lokal ZA Gruppe. Diskussion: Das CaS/HA-basierte Knochenersatzmaterial, funktionalisiert mit BMP-2 und ZA, verbesserte die Knochenbildung und das damit einhergehende Fusionsergebnis. Das CaS/HA-Biomaterial kann als idealer Träger von BMP-2 und ZA angesehen werden und möglicherweise als Alternative zu autologem Knochen für die Unterstützung spinaler Fusionen verwendet werden. Abbildung 1: Mikro-CT-Auswertung der Wirbelsäulenfusion. Repräsentative 3D-Rekonstruktionen nach 3 und 6 Wochen. Das rote # und das rosa # zeigen den L4- bzw. L5-Querfortsatz. Das rote * und rosa * kennzeichnen die Lamina von L4 bzw. L5. Maßstabsstäbe = 2 mm. Abbildung 2: Knochenvolumen und Knochenmineraldichte nach 3 und 6 Wochen, quantifiziert mittels Mikro-CT. Die Daten werden als Mittelwert ± SD dargestellt. *P &lt; 0,05.Abstract-Text englisch Introduction: Spinal surgery aiming to fuse segments can be used to treat various pathologies, but fusion failure occurs in 25-35%. Bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) is approved by FDA for spinal fusion, but it is also a strong inducer of osteoclast-based bone resorption, leading to a reduced net bone formation and limiting its clinical application in spinal fusion. In addition, the FDA-approved carrier (absorbable collagen sponge) used to deliver rhBMP-2 is sub-optimal and causes pre-mature release of the protein. Our recent study showed an excellent and cumulative effect on bone regeneration when both BMP-2 and zoledronic acid (ZA) were co-delivered from an optimized CaS/HA scaffold in a rat critical-size femoral defect model. Therefore, the aim of this study is to show whether local application of BMP-2 and ZA released from a resorbable CaS/HA scaffold is favorable for spinal fusion. Methods: Based on the treatment i.e., implant type, 7 groups were set up in this study (I. CaS/HA, II. CaS/HA + BMP-2, III. CaS/HA + systemic ZA, IV. CaS/HA + local ZA, V. CaS/HA + BMP-2 + systemic ZA, VI. CaS/HA + BMP-2 + local ZA, VII. Blank (previous study of our group)). This in vivo study was performed on 132, 8-week-old male Wistar rats (n = 12 at 3 weeks and n = 10 at 6 weeks per group, animal protocol no. 25-5131/474/38). A posterolateral intertransverse process spinal fusion at L4 to L5 was performed bilaterally by implanting group dependent scaffolds (see above). At 3 weeks, 12 animals per group, and at 6 weeks 10 animals per group were euthanized for µCT and histological analyses. One-way ANOVA and Tukey´s post-hoc test were used for statistical analysis between the groups. Results: µCT evaluation showed better spinal fusion results when the CaS/HA scaffolds were functionalized with BMP-2 and local ZA compared to other groups. The CaS/HA + BMP-2 + local ZA group had higher bone volume at 3 weeks, and higher bone volume and bone mineral density at 6 weeks. (Figure 1). In line with this, histological images revealed more new bone formation in CaS/HA + BMP-2 + local ZA than other groups (Figure 2). Discussion: The CaS/HA-based biomaterial functionalized with bioactive molecules rhBMP-2 and ZA enhanced bone formation and concomitant fusion outcome. The CaS/HA biomaterial can be used as an ideal carrier of BMP-2 or ZA and the CaS/HA biomaterial with rhBMP-2 and ZA can potentially be used as an off-the-shelf alternative to autograft bone for spinal fusion. Figure 1: Micro-CT evaluation of spinal fusion. Representative 3D reconstructions at 3 and 6 weeks. The red # and pink # indicated the L4 and L5 transverse process, respectively. The red * and pink * indicated the L4 and L5 lamina, respectively. Scale bars = 2 mm. Figure 2: Bone volume and bone mineral density at 3 and 6 weeks, quantified in all treatment groups using micro-CT. Data are presented as means ± SD. *P &lt; 0.05.

Der Substanz-P-Stoffwechselweg im Kontext der traumatischen Rückenmarksverletzung – Freund oder Feind?

Abstract-Text deutsch Einleitung: Eine traumatische Rückenmarksverletzung (tSCI) ist häufig mit lebenslanger Behinderung assoziiert und kann bislang nicht suffizient therapiert werden. Mit dem primären Trauma wird eine Kaskade sekundärer Verletzungsprozesse ausgelöst, zu denen die Desintegrität der Blut-Rückenmark-Schranke (BSCB) und die Neuroinflammation gehören. Diese sind eng mit einer Verschlimmerung der Symptome, einer beeinträchtigten Regeneration und einer Verschlechterung des Behandlungsergebnisses verbunden. Der durch Substanz P (SP) vermittelte Signalweg wurde mit der Steuerung solcher sekundärer Verletzungsprozesse in Verbindung gebracht. Unser aktuelles Experiment zielte daher darauf ab, die Auswirkungen einer Aktivierung des SP-Signalwegs auf solche Verletzungsprozesse nach tSCI im Tiermodell zu untersuchen. Material und Methoden: 78 Wistar-Ratten wurden randomisiert, um entweder eine T10-Kompressions-/Kontusions-SCI mit zusätzlicher Implantation einer Mikropumpe für die i.t.-Verabreichung von SP oder Placebo (bis zu 7 Tage), oder nur eine Laminektomie (Sham) zu erhalten. Die neurologische Funktion wurde 1, 3 und 7 Tage nach der SCI sowie danach wöchentlich untersucht (CatWalk-Ganganalyse, BBB Openfield Score und Gridwalk-Test). Die Tiere wurden zu verschiedenen Zeitpunkten perfundiert (3, 7 und 28 Tage nach SCI). Nach der Gewebepräparation wurde eine Immunfluoreszenzanalyse durchgeführt, um den Einfluss von SP auf die Neuroinflammation und die Integrität der BSCB in der akuten Phase nach tSCI zu beurteilen. Darüber hinaus wurde die Nass-/Trocken-Gewichtsmethode zur Beurteilung des Rückenmarksödems verwendet. Die Ergebnisse zwischen den Gruppen wurden statistisch verglichen (p &lt; 0,05 wurde als signifikant angesehen). Ergebnisse: Die Erholung der neurologischen Funktion zeigte einen Zusammenhang mit der i.t. SP-Behandlung: Die BBB-Scores waren bei den SP-Tieren im Vergleich zu den Placebo-Tieren deutlich höher und die Schrittfehler im Gridwalk-Test sowie die Gangparameter in der CatWalk-Ganganalyse zeigten einen Trend zu besseren Ergebnissen bei der Verabreichung von SP. Dennoch führte die i.t. Verabreichung von SP direkt nach der tSCI im Vergleich zu Placebo-Tieren auf histologischer Ebene nicht zu einer starken Verringerung der Neuroinflammation oder einer Erhöhung der BSCB-Integrität. Dementsprechend war das Rückenmarksödem, gemessen mit der Nass-/Trockengewichtsmethode, in der SP-Gruppe im Vergleich zur Placebogruppe nur geringfügig reduziert. Schlussfolgerung: Wir präsentieren Ergebnisse zum Zusammenhang zwischen dem SP-Signalweg und der Neuroinflammation, der BSCB-Integrität, dem Rückenmarksödem sowie der funktionellen Erholung nach tSCI bei Ratten. Es wird erörtert, ob die Aktivierung oder vielmehr die Blockierung dieses Weges neuroprotektive Wirkungen haben und für weitere präklinische Studien nützlich sein könnte.Abstract-Text englisch Introduction: Traumatic spinal cord injury (tSCI) is a devastating event, often associated with lifelong disability. With the primary inmury, a cascade of secondary injury processes including blood-spinal cord barrier (BSCB) disintegration and neuroinflammation is initiated, typically leading to aggravation of symptoms, impaired regeneration, and worsened outcome. The Substance P (SP) mediated pathway has been associated with mediating secondary injury cascades. Therefore, our current experiment aimed to assess the effects of an activation of the SP pathway on secondary injury processes in an animal model of tSCI. Material and Methods: 78 Wistar rats were randomized to receive either a T10-compression/contusion SCI with additional implantation of a micropump for i.t.-delivery of SP or Placebo for up to 7 days, or a laminectomy only (Sham) Neurological function was assessed 1, 3 and 7 days after SCI as well as weekly thereafter (CatWalk gait analysis, BBB openfield score and Gridwalk test). Animals were perfused at different timepoints (3, 7 and 28 days after SCI). After tissue preparation, immunofluorescence analysis was performed to assess the influence of SP on neuroinflammation, and BSCB integrity in the acute phase after tSCI. Furthermore, the wet/dry weight method was used to assess spinal cord edema. Results between groups were statistically compared (p &lt; 0,05 was considered significant). Results: Recovery of neurological function showed an association with the i.t. SP-treatment: BBB scores were clearly higher in SP animals compared to Placebo animals and stepping errors in the Gridwalk test as well as gait parameters in the CatWalk gait analysis trended towards better outcomes with the administration of SP. Nevertheless, the i.t. administration of SP directly after tSCI did not strongly reduce neuroinflammation or increase BSCB-integrity compared to Placebo animals on a histological level. Accordingly, spinal cord edema, measured with the wet/dry weight method was only slightly reduced in the SP group compared to the Placebo group. Conclusion: We present findings on the association of the SP pathway with neuroinflammation, BSCB integrity, spinal cord edema as well as functional recovery after tSCI in rats. Whether activation or rather blockage of this pathway might exert neuroprotective effects and might thus be useful for further preclinical studies will be discussed.

Analyse von Einflussfaktoren operationsbedingter Komplikationen nach Stabilisierung der verletzten subaxialen Halswirbelsäule

Abstract-Text deutsch Fragestellung Komplikationen bei Stabilisierungsoperationen der verletzen subaxialen Halswirbelsäule (sHWS) können schwerwiegende Folgen haben: Sekundäre Dislokationen können zur Schädigung des Rückenmarks führen, Weichteilverletzungen oder Infektionen können zur Funktionsbeeinträchtigung lebenswichtiger Strukturen wie Luftröhre und Kehlkopf führen. Diese Arbeit sollte Häufigkeit und Art schwerer operationsbedingter Komplikationen ermitteln und komplikationsbegünstigende Faktoren analysieren. &nbsp; Methodik Eine retrospektive Analyse klinischer Daten von Patienten mit Operation von Verletzungen der sHWS in einem überregionalen Traumazentrum von 2010 bis 2020 wurde durchgeführt. OP-Komplikationen innerhalb der ersten 60 Tage nach Operation wurden erfasst und anhand ihrer Schwere nach Clavien-Dindo klassifiziert. Die Patientengruppe mit schweren OP-Komplikationen (Clavien-Dindo III und IV) wurde hinsichtlich verschiedener potenzieller Einflussfaktoren mit jener Patientengruppe ohne schwere OP-Komplikationen verglichen. Die statistische Auswertung erfolge mit IBM SPSS Statistics 27. Das Signifikanzniveau wurde auf p&lt;0,05 gesetzt. &nbsp; Ergebnisse Insgesamt wurden 292 Patienten eingeschlossen. Schwere OP-Komplikationen (Clavien-Dindo III und IV) traten bei 49 Patienten (16,8%) auf. Den Operationszugang betreffende schwere Komplikationen (revisionsbedürftige Wundheilungsstörung, Hämatom u.a.) traten bei 34 Patienten (11,6%) auf. Reposition und Fixierung betreffende Komplikationen (sekundäre Dislokation, Materiallockerung und -fehllage) bei 16 Patienten (5,5%). Eine schwere Recurrensparese, eine Nervenwurzelläsion sowie eine neu aufgetretene Querschnittlähmung traten bei jeweils einem Patienten (jeweils 0,3%) auf. Kein Todesfall war direkt auf eine OP-Komplikation zurückzuführen. Patienten mit schweren OP-Komplikationen waren im Mittel 8,9 Jahre älter (95%-KI [3,6; 16,1], p=0,002), wiesen häufiger Vorerkrankungen der Wirbelsäule (p=0,047) und Komplexitätsfaktoren (z. B. kritische Bandscheibenprotrusion, versteifende Wirbelsäulenerkrankung) nach AO Spine Klassifikation auf (p=0,016) als Patienten ohne schwere OP-Komplikation. Dorsale und kombinierte Stabilisierungen führten zu einer signifikant höheren Komplikationsrate als ausschließlich ventrale (p=0,025). Sonstige Erkrankungen (p=0,560), die Einnahme gerinnungs- oder thrombozytenaggregationshemmender Medikamente (p=0,058), das Vorliegen einer Rückenmarkverletzung (p=0,487) und die Operationsdauer (p=0,946) waren ohne statistisch signifikanten Einfluss. &nbsp; Schlussfolgerungen Trotz Fortschreiten der chirurgischen Technik und des perioperativen Managements bleiben Stabilisierungsoperationen der verletzten sHWS komplikationsreich. Das Patientenalter als relevanter Prädiktor für das Auftreten von Komplikationen verdeutlicht die besondere Vulnerabilität der stetig wachsenden Gruppe älterer Menschen mit Halswirbelsäulenverletzungen. Dorsale Stabilisierungen sind komplikationsträchtiger als ventrale.Abstract-Text englisch Background Complications of stabilization surgery of the injured subaxial cervical spine (sCS) can have severe consequences: Secondary dislocations can lead to spinal cord injury, soft tissue injuries or infections can lead to functional impairment of vital structures such as the trachea and larynx. This study aimed to determine the frequency and type of severe surgery-related complications and to analyze the factors that favor the occurrence of complications. &nbsp; Methods We performed a retrospective analysis of clinical data of patients with surgery for sCS injuries in a national trauma center from 2010 to 2020. Surgical complications within the first 60 days after surgery were recorded and classified based on their severity according to Clavien-Dindo. The patient group with severe surgical complications (Clavien-Dindo III and IV) was compared to the group without severe surgical complications regarding different potential influencing factors. The statistical evaluation was performed with IBM SPSS Statistics 27. The level of significance was set to p&lt;0.05. &nbsp; Results A total of 292 patients were included. Severe surgical complications (Clavien-Dindo III and IV) occurred in 49 patients (16.8%). Severe complications related to the surgical approach (wound healing disorders requiring revision, hematoma, etc.) occurred in 34 patients (11.6%). Complications related to reduction and fixation (secondary dislocation, implant loosening and malposition) in 16 patients (5.5%). Severe recurrent nerve palsy, nerve root lesion and postoperative paraplegia occurred in one patient (0.3%) each. No death was directly attributable to a surgical complication. Patients with severe surgical complications were on average 8.9 years older (95% CI [3.6; 16.1], p=0.002). They more frequently had pre-existing conditions of the spine (p=0.047) as well as complexity factors (e.g. critical disc herniation, stiffening bone disease) according to AO Spine classification (p=0.016) than patients without severe surgical complications. Posterior and combined stabilization led to a significantly higher surgical complication rate than anterior stabilization alone (p=0.025). Other preexisting conditions (p=0.560), the use of anticoagulants or antiplatelet medication (p=0.058), the presence of spinal cord injury (p=0.487) and the total duration of surgery (p=0.946) had no statistically significant influence. &nbsp; Conclusions Despite advances in surgical technique and perioperative management, complications of stabilization surgery of the injured sCS remain frequent. Patient age as a relevant predictor for complications illustrates the particular vulnerability of the steadily growing group of older people with sCS injuries. Posterior stabilization is associated with more complications than anterior stabilizations.

Behandlung und Ergebnisse osteoporototischer Frakturen der thorakolumbalen Wirbelsäule mit Defomierung beider Endplatten (Typ OF 4) – kurzfristige Ergebnisse einer prospektiven Multizenterstudie (EOFTT)

Abstract-Text deutsch Fragestellung:&nbsp;Ziel dieser Studie war es die Therapiestrategien bei osteoporotischer Wirbelkörperfrakturen (OWKF) (Typ OF 4) der thorakolumbalen Wirbelsäule mit Verletzung beider Endplatten&nbsp;sowie mit oder ohne Hinterkantenbeteiligung zu analysieren und die klinischen Ergebnissen und Komplikationen zu untersuchen. Methodik:&nbsp;Es handelt sich um eine Subgruppenanalyse der prospektiven Multizenterstudie der AG Osteropose (EOFTT). Hierbei nahmen insgesamt 17 Wirbelsäulenzentren teil. Insgesamt wurden 518 konsekutve Patienten&nbsp;mit OWKF&nbsp;eingeschlossen. Für diese Studien wurden nur diejenigen analyisert, die ein OF 4 Fraktur aufwiesen. Die Behandlungsergebnisse beinhalteten die Komplikationsrate, die Visual Analogue Scale (VAS), den Oswestry Disabiltity Index (ODI), den Timed Up And Go-Test, EQ-5D 5L und den Barthel Index nach einem Mindestnachuntersuchungszeit von 6 Wochen. Resultate: Insgesamt wiesen 152 (29%) unseres Gesamtkollektives eine OF 4 Fraktur auf. Dabei war die Mehrheit (76%) weiblich bei einem Durchschnittsalter von 76 Jahren (41-97).&nbsp;Die Mehrheit der Frakturen betraf den thorakolumbalen Übergang&nbsp;(68%). Die am häufigsten angwendete Therapiestrategie war die bisegmentale dorsale Stabilisierug (51%), mehrheitlich mit Augmentation des frakturieren Wirbelkörpers&nbsp; (hybrid stabilization) in insgesamg 36% der Patienten. Die konservative Therapie wurde in 24% der Patienten durchgeführt, die alleinige Zementaugmentation des frakturierten Wirbelkörpers in 17%, die dorsale langstreckige Versorgung in 15% sowie die dorsoventrale Therapie in 7% des Kollektivs. Insgesamt konnten 101 Patienten nach mindestens 6 Wochen re-evaluiert werden. Die durchschnittliche Nachuntersuchungszeit betrug dabei 208 Tage (±131). Der durchschnittliche ODI betrug 33 ohne signifikante Unterschiede zwischen den Therapiestrategien. Die stationäre Komplikationsrate betrug 8% nach konservativer Therapie und 25% nach operativen Vorgehen. Während der Nachuntersuchungszeit entwickelten 14% der konservativ versorgten Patienten und 4% der operativ versorgten Patienen neurologische Auffälligkeiten. Schlussfolgerung: Die konservative&nbsp;Behandlung&nbsp;scheint eine geeignete Therapie für diejenigen Patienten zu sein, die lediglich milde bis moderate Beschwerden aufweisen. Die posterioren bisegmentalen Stabilisierung war die am häufigsten angwendete Therapiestrategie. Hierbei konnten vielversprechende Kurzeitergebnisse erzielt werden. Die alleinige&nbsp;Zementaugmentation des frakturierten Wirbelkörpers scheint für auswerwählte Fälle, ebenfalls eine geeignete Therapiestrategie zu sein.&nbsp;&nbsp; Abstract-Text englisch Objective: To analyse therapeutical strategies applied to osteoporotic thoracolumbar OF 4 injuries with deformation of both endplates with or without posterior wall involvement and to assess related complications and clinical outcome. Methods:&nbsp;Subgroup analysis of a multicenter prospective cohort s(EOFTT). The study was conducted at 17 spine centers including 518 consecutive patients who were treated for an OVCF. For the present study, only patients with OF 4 fractures were analysed. Outcome parameters were complications, Visual Analogue Scale, Oswestry Disability Questionnaire, Timed Up &amp; Go test, EQ-5D 5L, and Barthel Index after a minimum follow-up of 6 weeks. Results: A total of 152 (29%) patients presented with OF 4 fractures. 76% were female and the mean age was 76 (range 41-97). The majority of fractures were located at the thoracolumbar junction (68%). The most common treatment was short segmental posterior stabilization (51%) including augmentation of the fractured vertebral body (hybrid stabilization) in 36%. Conservative treatment, stand-alone cement augmentation, long segmental stabilization, and dorsoventral stabilization was performed in 24%, 17%, 15%, and 7%, respectively. Complete data set of clinical outcome parameter at follow up (208±131 days) was available in 101 patients.&nbsp; The mean ODI was 33, without significant between the therapy strategies. The inpatient complication rate was 8% in the conservatively group and 25% in surgically treated group. During follow-up period 14% of the conservatively patients &nbsp;and 4% of the surgical treated patients experienced neurological deficits. Conclusions: Conservative therapy seems to be viable in those cases with only mild to moderate symptoms. Posterior percutaneous short-segmental stabilization with augmentation of the fractured vertebral body was the dominant treatment strategy leading to promising clinical short-term results. Stand-alone cement augmentation seems to be a valid alternative in selected cases.

Behandlung und Ergebnisse osteoporotischer Frakturen der thorakolumbalen Wirbelsäule mit Defomierung beider Endplatten (Typ OF 4) – kurzfristige Ergebnisse einer prospektiven Multizenterstudie (EOFTT)

Frailty

Langzeit follow-up nach Vertebroplastie – 10 Jahres-Ergebnisse

Abstract-Text deutsch Einleitung Osteoporotische Insuffizienzfrakturen betreffen jedes Jahr Millionen von Patienten mit zunehmender Tendenz aufgrund der demographischen Enticklung. Obwohl das Verfahren der Vertebroplastie etabliert ist und bereits seit dem Jahre 1987 angewandt wird bestehen unseres Wissens keine publizierten Langzeitresultate. RTC seit dem Jahre 2009 weisen widersprüchliche Resultate hinschtlich ihrer Effektivtät zur Schmerzbehandlung und funktionellem Outcome auf.&nbsp; Methodik Das Kollektiv&nbsp;welches im Rahmen der vorausgehenden Studie (Kurzzeitresultate) im Mai 2007 bis Juli 2008 einer Vertebroplastie unterzogen wurden, wurde zum 10 Jahres&nbsp; follow-up im Juli 2018 kontaktiert. Die Patienten wurden anhand der bereits ursprünglich erfassten Parameter (PRO) und radiologisch verlaufskontrolliert. Zur Analyse des QoL wurde der Q5D 3L und NASS score herangezogen, sowie zur Beurteilung der Schmerzentwicklung VAS/NRS. Berücksichtigend, dass die Patienten bereits zur Eingriffszeit fortgeschrittenen Alters waren, wurde Mortalität als weiterer Endpunkt definiert.&nbsp;Ausschlusskriterien stellten eine zusätzliche Instrumentierung, Kyphoplastie, Vertebrostentoplastie, kognitive Beeinträchtigung, unzureichende radiologische Diagnostik, sowie fehlende Einwilligung dar. &nbsp;Resultate Von 241 Patienten aus dem ursprünglichen Kollektiv verstarben innerhalb des 10 Jahre-Intervalls 187 (77.2%). 49 (20%) standen für eine Reevaluation zur Verfügung mit einem mittleren follow-up von 10.5 Jahren (9.9-11.1). Hiervon konnten 30 (12.4%) klinisch und radiologisch verlaufskontrolliert werden, 16 (6.6%) lediglich schriftliche mittels Fragebögen, sowie drei (1.2%) telefonisch. 6 Patienten konnten nicht wiederaufgefunden werden (LTFU). Nach 10 Jahren&nbsp;bestand eine&nbsp;anhaltend signifikante Verbesserung der&nbsp;QoL &nbsp;(EQ-5D; p&lt;0.01) und der global satisfaction (NRS). Vertebroplastie hatte einen signifikant positiven Einfluss auf Rückenschmerz&nbsp;(p&lt;0.001) 10 Jahre postoperativ. 50% der Patienten erlebten eine frakturfreie Periode seit dem Eingriff.&nbsp; Conclusio Die Vertebroplastie stellt sowohl hinsichtlich der positiven Beeinflussung der Lebensqualität, als auch des Rückenschmerzes eine effektive Behandlungsmethode dar, mit über 10 Jahre anhaltendem Resultat. Die 10 Jahres-Mortalität bei Patienten über 80 Jahren beträgt 77%.&nbsp;Abstract-Text englisch Introduction Osteoporotic compression fractures affect million of people every year with increasing numbers due to demographic changes. Although vertebroplasty is an established method and has been around since 1987, there are to our knowledge surprisingly no published long-term results. Randomized controlled trials published since 2009 have demonstrated conflicting results regarding benefit in pain reduction and functional improvement. &nbsp; Methods All patients who underwent vertebroplasty in our initial prospective monocenter case series from May 2007 until July 2008 were contacted for a minimum-10 years follow-up in July 2018. Patients were evaluated regarding radiologic outcome and self-reported outcome parameters (PROs). Gathered parameters remained unmodified to the initial ones analyzing QoL improvement (EQ5D 3L and NASS score) and pain alleviation (VAS, NRS). Taking into account the high patient age, mortality was defined as an additional endpoint. Exclusion criteria was additional instrumentation, use of additional devices such as kyphoplasty balloons/ stentoplasty, cognitive impairment, insufficient radiology or absent re-consent. &nbsp; &nbsp; Results Out of 241 patients eligible from the initial study (all patients) &nbsp;186 (77.2%) deceased in the meantime. 49 (20%) were available for re-assessment with a mean follow-up of 10.5 years (9.9-11.1). Of those 30 (12.4%) were assessed clinically and radiologically, 16 (6.6%) in written form and three (1.2%) by phone only. 6 patients were LTFU. At 10 years patients reported a consistently improved quality of life (EQ-5D; p&lt;0.01) and global satisfaction (NRS). Vertebroplasty had a significant impact on back pain over 10 years (p&lt;0.001). 50% experienced a fracture free period since the index procedure. &nbsp; Conclusion Vertebroplasty has an early impact on quality of life and back pain, which is still significant at 10 years follow-up. Patients over 80 years of age undergoing such an intervention have a 10-year mortality rate of 77%.

Session 4
DWG meets DGOU – Trauma

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