Langstreckige Instrumentierungen führen zu einer Umverteilung der einwirkenden Kräfte auf die umliegenden Bewegungssegmente und damit zu einer geringeren Krafteinwirkung auf jedes einzelne Bewegungssegment und somit auch auf die dort befindlichen Schrauben. Zudem erhöht sich die Stabilität des gesamten Konstrukts. Allerdings muss festgehalten werden, dass die Zementaugmentation einen höheren Einfluss auf die Stabilität hat als die Verlängerung um ein Segment.

Fazit für die Praxis

Durch den demografischen Wandel und das damit verbundene vermehrte Auftreten von Osteoporose, osteoporotischen Wirbelkörperfrakturen und degenerativen spinalen Prozessen nimmt die Bedeutung der Therapie sowie das Komplikationsmanagement nach dorsaler Stabilisierung künftig weiter an Bedeutung zu.

Die häufigsten Komplikationen der dorsalen Instrumentierung sind Pedikelschraubenlockerungen und -ausrisse sowie Wirbelkörperkompressionsfrakturen der angrenzenden Segmente mit konsekutiver Kyphosierung und Veränderung der sagittalen Balance der Wirbelsäule. Als zentrale Entität muss allerdings die Schraubenlockerung bzw. deren Ausriss angesehen werden.

Unter Berücksichtigung der folgenden Faktoren lässt sich diese Hauptkomplikation reduzieren:

• 1. Schraubenspezifische Faktoren

Großer Durchmesser

Suffiziente Verankerung im Pedikel durch entsprechendes Schraubendesign (Gewinde, konische Schrauben)

Ggf. bikortikale Verankerung

Verwendung von selbstschneidenden Schrauben

Biokompatibles Schraubenmaterial (Titan)

• 2. Schraubeninsertionswinkel idealerweise in 10° medialer sowie kaudaler Richtung

• 3. Zementaugmentation der Schrauben mit PMMA oder Calciumphosphat über perforierte Schrauben

• 4. Länge der Instrumentierung

• 5. Verwendung von Titanschrauben sowie Titanstäben zur Reduktion der Stressübertragung auf die Schrauben

Interessenkonflikt:
Keine angegeben

Korrespondenzadresse

Dr. med Max J. Scheyerer

Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie Universitätsklinikum Köln (AöR)

Kerpener Straße 62, 50937 Köln

max.scheyerer@uk-koeln.de

Literatur

1. Battula S, Schoenfeld AJ, Sahai V, Vrabec GA, Tank J, Njus GO. The effect of pilot hole size on the insertion torque and pullout strength of self-tapping cortical bone screws in osteoporotic bone. Journal of Trauma 2008; 64: 990–995

2. Becker S, Chavanne A, Spitaler R et al. Assessment of different screw augmentation techniques and screw designs in osteoporotic spines. Eur Spine J 2008; 17: 1462–1469

3. Breeze SW, Doherty BJ, Noble PS, Leblanc A, Heggeness MH. A biomechanical study of anterior thoracolumbar screw fixation. Spine 1998; 23: 1829–1831

4. Burval DJ, McLain RF, Milks R, Inceoglu S. Primary pedicle screw augmentation in osteoporotic lumbar vertebrae: biomechanical analysis of pedicle
fixation strength. Spine 2007; 32: 1077–1083

5. Bullmann V, Liljenquist UR, Rödl R, Schulte TL. Pedikelschraubenaugmentation aus biomechanischer Sicht. Orthopäde 2010; 9: 673–678

6. Chao CK, Hsu CC, Wang JL, Lin J. Increasing bending strength and pullout strength in conical pedicle screws: biomechanical tests and finite element analyses. Journal of Spinal Disorders and Techniques 2008; 21: 130–138

7. Chen LH, Tai CL, Lai PL et al. Pullout strength for cannulated pedicle screws with bone cement augmentation in severely osteoporotic bone: influences of radial hole and pilot hole tapping. Clinical biomechanics 2009; 24: 613–618

8. Christensen FB, Dalstra M, Sejling F, Overgaard S, Bünger C. Titanium-alloy enhances bone-pedicle screw fixation: mechanical and histomorphometrical results of titanium-alloy versus stainless steel. European Spine Journal 2000; 9: 97–103

9. Cho W, Cho SK, Wu C. The biomechanics of pedicle screw-based instrumentation. Journal of Bone & Joint Surgery, British Volume 2010; 92: 1061–1065

10. Delank KS, Röllinghof G, Eysel-Gosepath K, Sobottke R, Eysel P. Degeneration und Osteoporose an der Wirbelsäule: Ändert sich die Vorgehensweise? Orthopäde 2010; 39: 425–431

11. Gao M, Lei W, Wu Z, Liu D, Shi L. Biomechanical evaluation of fixation strength of conventional and expansive pedicle screws with or without calcium based cement augmentation. Clinical Biomechanics 2011; 26: 238–244

12. Hempfing A, Zenner A, Ferraris L, Meier O, Koller H: Restoration of sagittal balance in treatment of thoracic and lumbar vertebral fractures. Orthopaed 2011; 40: 690–702

13. Heyde CE, Rohlmann A, Weber U, Kayser R. Stabilisierung der osteoporotischen Wirbelsäule unter biomechanischen Gesichtspunkten. Orthopäde 2010; 39: 407–416

14. Ismail AA; O’Neill TW; Cooper C et al. Mortality associated with vertebral deformity in men and women: results from the European Prospective Osteoporosis Study (EPOS). Osteoporos Int. 1998; 8: 291–7

15. Kiner DW, Wyb CD, Sterba W, Yeni YN, Bartol SW, Vaidya R. Biomechanical Analysis of Different Techniques in Revision Spinal Instrumentation: Larger Diameter Screws Versus Cement Augmentation. SPINE 2008; 33: 2618–2622

16. Keller TS, Harrison DE, Colloca CJ et al. Prediction of osteoporotic spinal deformity. Spine 2003; 28: 455–462

17. Krag MH; Beynnon BD; Pope MH; Frymoyer JW; Haugh LD; Weaver DL. An internal fixator for posterior application to short segments of the thoracic, lumbar, or lumbosacral spine. Design and testing. Clin Orthop Relat Res 1986; 203: 75–98

18. Lehman RA Jr, Polly DW Jr, Kuklo TR, Cunningham B, Kirk KL, Belmont PJ Jr. Straight-forward Versus anatomic trajectory technique of thoracic pedicle screw fixation: a biomechanical analysis. Spine 2003; 28: 2058–2065

19. Lin LC, Chen HH, Sun SP. A biomechanical study of the cortex-anchorage vertebral screw. Clinical Biomechanics 2003; 18: 25–32

20. Paik H, Kang DG, Lehman RA, Dmitriev AE, Gaume R, Ambato D. The Effect of Pedicle Screw Hubbing on Pullout Resistance in the Thoracic Spine. Spine J 2012; 12: 417–424