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Unterschiede bei der Höhenrekonstruktion nach Behandlung osteoporotischer Wirbelkörperkompressionsfrakturen
Einleitung: Die Behandlung osteoporotischer Wirbelkörperfrakturen mittels Zementaugmentation ist in den letzten Jahren zu einem Standardverfahren geworden. Die Ballon-Kyphoplastie wurde u.a. dazu entwickelt, eine Höhenrekonstruktion und damit Verbesserung der segmentalen und darüber hinaus ggf. sagittalen Wirbelsäulenbalance durch Inflation des Ballons zu ermöglichen. In einigen klinischen Studien konnte gezeigt werden, dass dieses theoretische Ziel in der Praxis nicht immer erreicht werden kann. Ziel dieser Studie ist, 2 Verfahren im Kadaverversuch miteinander zu vergleichen, die eine Höhenrekonstruktion ermöglichen sollen.
Material und Methoden: 24 Wirbelkörper Th6 bis L5 von 2 weiblichen Kadavern (T-Score =–6,8 und –6,3) wurden untersucht. Die Präparate wurden von allen Weichteilen befreit, in Technovit 3040 (Kulzer Germany) eingebettet und mit einer exzentrischen axialen Last frakturiert. Hierzu wurde mit einer Belastungsmaschine (Universal testing machine, Instron 5566) die axiale Last in der mittleren Sagittallinie kontinuierlich gesteigert (1mm/min Vorschub der Transverse) bis die Vorderkantenhöhe des Wirbelkörpers auf 40% reduziert wurde. Die Kraft wurde für 15 Minuten gehalten und im Anschluss manuell auf 100N reduziert. Die Wirbelkörper wurden mit einer speziell dafür entwickelten Klammer in dieser Position gehalten, um eine Computertomografie nach Bruch des Wirbelkörpers durchzuführen. Nach CT wurden die Wirbelkörper in einer für Röntgenstrahlung durchlässigen Apparatur mit einer Vorlast von 100N fixiert. Zwölf Wirbelkörper wurden mit SpineJack (SJ, Vexim, France), 12 weitere Wirbelkörper wurden mit Ballon-Kyphoplastie (BKP, Kyphon, Medtronic) behandelt. Die Last von 100N wurde kontinuierlich belassen, bis der Zement komplett ausgehärtet war. Nach Aushärten des Zements wurden die Klammern erneut befestigt und eine weitere CT durchgeführt. Sowohl die Hinter- und Vorderkantenhöhe als auch die zentrale Höhe der Wirbelkörper und der Beck-Index wurden am gesunden, frakturierten und behandelten Wirbelkörper ermittelt.
Ergebnisse: Bei allen Wirbelkörpern konnten reproduzierbar Kompressionsfrakturen generiert werden. Nach der Behandlung waren die Vorderkantenhöhe (BKP =0,14 ± 1,48mm; SJ = 3,34 ± 1,19mm), die Höhe im Zentrum des Wirbelkörpers (BKP =0,91 ± 1,04mm; SJ = 3,24 ± 1,22mm) sowie der Beck-Index (BKP = 0,00 ± 0,06mm; SJ = 0,1 ± 0,06) in der SJ-Gruppe im Vergleich zur BKP Gruppe signifikant größer (p 0,05).
Schlussfolgerungen: Die Protokolle, um Wirbelkörperkompressionsfrakturen zu generieren, sowie eine Behandlung unter einer konstanten Vorlast von 100N durchzuführen, führten zu reproduzierbaren Ergebnissen. Die Studie konnte zeigen, dass die Höhenrekonstruktion in der SJ-Gruppe signifikant besser war als in der BKP-Gruppe. Die klinische Relevanz der Ergebnisse liegt in einer potenziell verbesserten Höhenrekonstruktion und damit einer Verbesserung der kyphotischen Deformität.
Background: The treatment of osteoporotic vertebral compression fractures using transpedicular cement augmentation has grown significantly over the last 2 decades. Balloon kyphoplasty was developed to offer the opportunity to restore vertebral height and improve sagittal alignment. Several studies have shown that these theoretical improvements can not be universally transferred to the clinical setting. The aim of the present study is to evaluate 2 different procedures used for percutaneous augmentation of vertebral compression fractures with respect to height restoration: Balloon kyphoplasty and SpineJack.
Materials and Methods: 24 vertebral bodies of two intact fresh human cadaveric spines (T6-L5, donor age 70 and 60 years, T-Score –6.8 and –6.3) were CT scanned and dissected into single vertebral bodies. Vertebral wedge compression fractures were created by a material testing machine (Universal testing machine, Instron 5566). The axial load was continuously increased until the height of the anterior edge of the vertebral body was reduced by 40% of the initial measured values. After 15 minutes the load was manually decreased to 100N. After post fracture computed tomography the clamped vertebral bodies were placed in a custom made loading frame with a preload of 100N. Twelve vertebral bodies were treated using SpineJack (SJ, Vexim, France), the 12 remaining vertebral bodies were treated with Balloon kyphoplasty (BKP, Kyphon, Medtronic). The load was maintained during the procedure until the cement completely set. A post treatment computed tomography was performed. Anterior, central and posterior height as well as the Beck-Index were measured pre- and post-fracture as well as after treatment.
Results: For anterior height restoration (BKP = 0.14 ± 1.48mm; SJ = 3.34 ± 1.19mm), central height restoration (BKP = 0.91 ± 1.04mm; SJ = 3.24 ± 1.22mm) and posterior restoration (BKP = 0.37 ± 0.57mm; SJ = 1.26 ±1.05) as well as the Beck-Index (BKP = 0.00 ± 0.06mm; SJ = 0.10 ± 0.06. The values for the SpineJack® group were significantly higher (p 0.05)
Conclusion: The protocols for creating wedge fractures, and using the instrumentation under a constant preload of 100N led to reproducible results and effects. The study showed that height restoration was significantly better for the SpineJack group compared to the Balloon kyphoplasty group. The clinical implications include a better restoration of the sagittal balance of the spine and a reduction of the kyphotic deformity and this may relate to clinical outcome and the biological healing process.
