Die Primärstabilität unterschiedlicher Cages zur Fusion an der Halswirbelsäule

Zusammenfassung:

Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung soll die biomechanische Primärstabilität in Form der Kompressionssteifigkeit unterschiedlicher Cages zur monosegmentalen Fusion an der HWS untersucht werden. Drei kommerziell erhältliche Cages: BAK® (Cloward-Prinzip), NOVUS® (Smith-Robinson-Prinzip), WING® (Kombination mit walzenförmigem Korpus und seitlichen Abstützungen) sowie die interkorporelle Spanfusion mit ventraler Plattenosteosynthese wurden hinsichtlich ihres Verhaltens bei axialer Kompression miteinander verglichen. Als Präparat dienten komplette Bewegungssegmente von der Kalbs-BWS. Die Testung erfolgte in einer Werkstoff-Prüfmaschine (Zwick 1425, Ulm) mit steigender Kompression von 100-2000 N. Der Kompressionsweg wurde aufgezeichnet und in Relation zur Kraft gesetzt. Zur Erfassung der plastischen Verformung bzw. Sinterung wurde die Kompression 3mal pro Präparat durchgeführt. Hinsichtlich der initialen Kompressionsfestigkeit ergab sich zwischen den einzelnen Systemen kein signifikanter Unterschied. Bei wiederholter Kompression kam es bei den Implantaten WING® und NOVUS ®-Cage sowie autologem Span mit Platte zu einem exponentiellen Rückgang der Kompressionsstrecke entsprechend der Einpassung der Platzhalter in die vorgefrästen Grund- und Deckplatten. Lediglich der BAK®-Cage als Vertreter des Cloward-Prinzips zeigte kein Erreichen eines Plateauwertes entsprechend einem progredienten Sintern in die Spongiosa der angrenzenden Wirbel. Bei interkorporellen Implantaten, die das vollständige Durchbrechen der Grund- und Deckplatte nach dem Cloward-Prinzip erfordern, ist die Sinterung progredient und eine Kyphosierung zu befürchten. Durch das Anbringen seitlicher Abstützungen im intakten Grund- und Deckplattenbereich kann dieses Problem bei erhaltener spongiöser Kontaktfläche reduziert werden.

Summary:

Purpose of the present investigation is to determine the biomechanical behaviour of different cages for monosegmental fusion of the cervical spine. Three commercially available cages (BAK®, NOVUS®, WING®) representing the different principles of intercorporal implants and a combination of intercorporal bone graft together with anterior plating were tested for their resistance and sintering patterns under axial compression conditions. Therefore, FSU (functional spine-units) of 5-months old calfs were used. After preparation, the anterior fusion was performed by an orthopaedic surgeon. Specimen were mounted in a testing machine Zwick 1425 and axial load from 100 N up to 2000 N was applied. The compressed distance was measured and put into relation to the applied load. After that, the device was unloaded and the test was repeated another 2 times to determine the plastic deformation of implant and specimen. There was no significant difference to all of the constructs in the first compression. After repeated compression, the WING-cage, the NOVUS-cage and the plate-construct showed a constant compression pattern as expression of resting stable on the vertebral endplates, whereas the cylindrical BAK-cage had a decrease in compression distance, but increase in sintering into the vertebral body. Intercorporal implants that require the destruction of the vertebral endplates as described in the Cloward dowel-technique may have a higher risk of sintering into the vertebral body and therefore of developing progressive kyphosis. By attaching lateral supporting areas this risk can be reduced and the advantage of sponges contact for fusion is preserved.

Schlüsselwörter:

Interkorporelle Fusion - Biomechanik - Wirbelsäule

Key words:

Intercorporal fusion - biomechanics - spine

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