Bandscheibenprothese: Bewegliche Wirbelsäule trotz Bandscheibendegeneration

Von:

Bijan Ganepour
Facharzt für Neurochirurgie

Bandscheibenprothesen der neuen Generation

Cervikale Bandscheibenprothese kann die Biologische Bandscheibe ersetzen

Abbildung einer cervikalen (Halswirbelsäule) Bandscheibenprothese M6-C. © Spinal Kinetics

Seit über 10 Jahren gibt es Bandscheibenprothesen. Nach vielen Verbesserungen sind künstliche Bandscheiben inzwischen eine ernsthafte und weit verbreitete Therapie bei Degeneration der Bandscheiben.

Die Bandscheibenprothese bietet vor allem eine vielversprechende Alternative, wenn nach Degeneration der Bandscheibe die Versteifung von Wirbeln der Wirbelsäule vorgeschlagen wird.

Wie kann die künstliche Bandscheibe bei Bandscheibenerkrankungen helfen?

Diese Bandscheibenprothesen sollen zu einer besseren Beweglichkeit in einem von Bandscheibendegeneration betroffenen Segment der Wirbelsäule beitragen.

Operation der Bandscheibenprothese

Wichtig für das gute Ergebnis der Bandscheibenprothese ist Beweglichkeit in alle Richtungen. Die Verankerung durch das Prinzip der einwachsenden Prothese gewährt einen lockerungsfreien Sitz der elastischen und flexiblen Bandscheibenprothese. Der weiche, elastische aber dauerhafte Kern der Bandscheibenprothese sorgt für eine der natürlichen Bandscheibe ähnliche Biomechanik, Dämpfung und Beweglichkeit. Das wird von einem Bandscheibenersatz erwartet: Denn jede Änderung der Beweglichkeit sorgt für Überlast in den benachbarten bereichen der Wirbelsäule und kann dort wiederum zu Schäden führen. Das wird durch die hochgradige Beweglichkeit der M6 Bandscheibenprothese vermieden. © Spinal Kinetics

DER ANATOMISCHE AUFBAU DER GESUNDEN WIRBELSÄULE: Die Bandscheibe ist die bewegliche Verbindung zwischen zwei Wirbelkörpern. Die Bandscheibe besteht aus einem beweglichen Kern aus weichem Material (Nukleus Pulposus) und einer zähen Bindegewebigen Hülle (dem Faserring oder Annulus). Beim Bandscheibenvorfall tritt das weiche Material des Nucleus pulposus aus der Bandscheibe aus und drückt im schlimmsten Fall auf die umgebenden Nervenwurzeln sowie das Rückenmark. Durch den Vorfall verliert die Bandscheibe an Höhe und Elastizität. © Spinal Kinetics

Bandscheibenvorfall an der Halswirbelsaeule Das ausgetretene Material des weichen Bandscheibenkerns kann Druck auf die benachbarten Nervenfasern ausueben

BANDSCHEIBENVORFALL AM BEISPIEL DER HALSWIRBELSÄULE: Nach Bandscheibendegeneration kann Knorpelgewebe und Material des weichen Bandscheibenkerns aus dem weichen Kern der Bandscheibe den zähen Faserring der BAndscheibe durchbrechen und austreten. Die Lage des Bandscheibenvorfalls (auch: discus prolaps) ist nun entscheidend. Ist kein Nerv betroffen, kann ein Bandscheibenvorfall fast beschwerdefrei verlaufen. In vielen Fällen jedoch kann das Knorpelgewebe Druck auf die benachbarten Nervenfasern ausüben. Das führt oft zu ausstrahlenden chronischen Schmerzen, Lähmung, Gefühlsverlust und Kraftverlust © Spinal Kinetics

Eine Prothese die die natürliche Bandscheibe ersetzen will, muss alle wesentlichen Eigenschaften der natürlichen Bandscheibe nachbilden

SCHEMATISCHER AUFBAU DER BANDSCHEIBENPROTHESE: Um die natürliche Bandscheibe zu ersetzen, müssen alle wesentlichen Eigenschaften der natürlichen Bandscheibe nachgebildet sein: Den weichen Kern, für die Beweglichkeit und Elastizität der Bandscheibe. Die zähe Hülle leistet für die Zugfestigkeit der Bandscheibe in jede Bewegungsdimension. Die Bandscheibenprothese bildet dies durch ein in jede Richtung stabiles und bewegliches Geflecht nach. Die raue, bioaktiv beschichtete Oberfläche der Bandscheibenprothese fördert das Einwachsen der Knochensubstanz für eine lockerungsfreie Festigkeit. Die Bandscheibenprothese war in Tests über 20 Mio Bewegungs-Zyklen unter Belastung abriebfest und blieb beweglich. © Spinal Kinetics

Zu Beginn der Operation muss die degenerierte Bandscheibe komplett entfernt werden.

BANDSCHEIBENPROTHESE AM BEISPIEL DER LENDENWIRBELSÄULE: Zu Beginn der Bandscheibenersatz-Operation muss die degenerierte Bandscheibe zunächst komplett entfernt werden. Der Raum zwischen den Wirbelkörpern wird gereinigt. Der Knochen wird angefrischt, das heißt vorbehandelt. Das geschieht um ein rasches Einwachsen des Knochens der Wirbelkörper in die raue Oberfläche der Bandscheibenprothese zu gewährleisten. Durch das Einwachsen verbinden sich die Knochenbälkchen des Wirbelkörpers auf mikroskopischer Ebene fest mit der Oberfläche der Prothese. Das sorgt für eine festen Sitz der künstlichen Bandscheibe. © Spinal Kinetics

Nach der Reinigung des Bandscheibenfachs wird durch ein spezielles Geraet die erforderliche Höhe der Bandscheibenprothese bestimmt

HÖHENMESSUNG DES ERFORDERLICHEN BANDSCHEIBENERSATZES: Nach der Reinigung des Bandscheibenfachs wird durch ein spezielles Gerät die erforderliche Höhe der Bandscheibenprothese bestimmt. Es stehen mehrere Höhendurchmesser zur Auswahl. Die exakte Höhenbestimmung ist ein wichtiger Schritt für eine gutes Operationsergebnis durch eine gut eingepasste Bandscheibenprothese. © Spinal Kinetics

Nach der Reinigung des Zwischenraums zwischen den Wirbelkörpern wird die Bandscheibenprothese M6 mit einem Spezialwerkzeug eingefuehrt

Nach der Reinigung und Vermessung des Zwischenraums zwischen den Wirbelkörpern wird die Bandscheibenprothese M6 mit einem Spezialwerkzeug eingeführt. Die vertikalen Kiele der Außenplatten dienen der festen Verankerung der Bandscheibenprothese in den Wirbelkörpern. Ein fester Sitz der Prothese sowie Verankerung im natürlichen Knochengewebe ist Voraussetzung für eine über viele Jahrzehnte gute Funktion des Bandscheibenersatzes. © Spinal Kinetics

Röntgenkontrolle einer M6 Bandscheibenprothese nach Transplantation

Röntgenkontrolle einer M6-L-Bandscheibenprothese nach Transplantation. Links: Lendenwirbelsäule nach hinten gedreht; Mitte: Lendenwirbelsäule in neutraler Position; Rechts: Lendenwirbelsäule nach vorne gebeugt. Deutlich sichtbar ist die gewünschte Anpassung des künstlichen Bandscheibenkern, dem beweglichen Kern der Bandscheibenprothese an die Dynamik der Wirbelsäule. Haltbarkeitsuntersuchungen der Bandscheibenprothese M6 zeigt Stabilität über viele Millionen Bewegungszyklen. Das entspricht mehreren Jahrzehnten. © Spinal Kinetics

Die Bandscheiben-Degeneration (Verschleiß der Bandscheiben) ist die häufigste krankhafte Veränderung der Wirbelsäule.

Bandscheibenverschleiß wird bei mehreren hunderttausend Patienten in jedem Jahr aufs Neue festgestellt.

Eine gewisse Funktionsminderung der Bandscheibe ist für jeden Menschen mit zunehmendem Alter normal.

Bei starker Bandscheibendegeneration war die Versteifung (Spondylodese) lange Zeit die Therapie der Wahl.

Die Beweglichkeit der Bandscheibenprothesen, damit die Anpassung an die normale Dynamik einer Bandscheibe, wurden in diesem Zeitraum stetig verbessert. Durch die relativ kurze Anwendungszeit sind die Erfahrungen auch noch beschränkt.

Die natürliche Bandscheiben-Hülle (Annulus) besteht aus ringförmigen Schichten aus Bindegewebe
Diese elastische Hülle ermöglicht Bewegungen in jede Richtung
Der Weiche Kern der Bandscheibe (nucleus) wirkt dämpfend. Er ist elastisch.
Die Hülle der Bandscheibenprothese ist ebenfalls in jede Richtung elastisch und stabil.
Der künstliche Bandscheibenkern hat stoßdämpfende Wirkung

Die bisherigen Auswertungen zeigen aber, dass die Bandscheibenprothese der Versteifungsoperation zumindest ebenbürtig ist, wenn es um die Therapie von Schmerzen und neurologischen Ausfällen bei Bandscheibendegeneration geht.

Es ist manchmal auch wichtig, eine Bandscheibenporothese rechtzeitig zu implantieren. Durch die Bandscheibendegeneration kann sich die Höhe der Wirbelsäule ändern. Die Wirbelsäule wird instabil. In Folge dieser Veränderung kann eine Arthrose der Facettengelenke (kleine Wirbelgelenke) entstehen, die die Operation der Bandscheibenprothese erschweren.

Ziele der Operation Bandscheibenprothese

Die Bandscheibenprothese der neuen Generation will die Funktion der natürlichen Bandscheibe wieder herstellen. Die mit Bandscheibendegeneration und Bandscheibenvorfall einhergehende Symptomatik - chronische Rückenschmerzen und neurologische Ausfälle - soll durch die Bandscheibenprothese gemildert oder ganz normalisiert werden.

Die Bandscheibenprothese als Ersatz der natürlichen Bandscheibe will die Wirbelsäule vor weiterer Degeneration schützen und langfristig stabilisieren.

Vorteile der modernen M6-Bandscheibenprothese für den Patienten

In Folgeuntersuchung war der Bewegungsspielraum, die Belastbarkeit und die Schmerzfreiheit von 103 Patienten mit M6-C Bandscheibenprothese auch nach 7 Jahren Patienten mit Fusion der Wirbelsäule (Versteifung) vergleichbar. Operiert wurden Patienten, bei denen die Radikulopathie (Schmerzen durch Nervenwurzelkompression) nach mindestens 6 wöchiger konservativer Therapie nicht gebessert wurde. Die Beweglichkeit der Bandscheibenprothesen blieb bei operierten Patienten stabil. Die Anzahl an Patienten die nach Bandscheibenprothese neu operiert wurde 6 von 103) war nur 30% so hoch wie nach Wirbelsäulenversteifung (17 von 103)
J Zigler et al, 2008

Die Bandscheibenprothese der neuen Generation will die Funktion der natürlichen Bandscheibe wieder herstellen. Die mit Bandscheibendegeneration und Bandscheibenvorfall einhergehende Symptomatik soll durch die Bandscheibenprothese gemildert oder ganz normalisiert werden.

Normalisierung von schmerzhaften Nervenkompressionen (Radikulopathie)
Verbesserung der Beweglichkeit und Belastbarkeit von Nacken- oder Lendenwirbelsäule
Verbesserung der Rotationsfähigkeit der Nacken- und Lendenwirbelsäule.
Rückbildung der neurologischen Symptomatik (Lähmung, Gefühlsverlust, Muskelschwäche)
Entlastung und Verbesserung der Funktion der Facettengelenke (kleine Wirbelgelenke) durch vollbewegliche Bandscheibenprothesen

Ihre Anfrage absenden

Kann die komplexe Funktion der Bandscheibe ersetzt werden?

M6-L Bandscheibenprothese der neuen Generation

Bandscheibenprothesen müssen die natürliche Dynamik der Wirbelsäule - also alle Bewegungsmodalitäten - unterstützen © Spinal Kinetics

Die Bandscheibe stellt für die Wirbelkörper Beweglichkeit in alle Dimensionen des Raumes her. Die Prothese muss das auch ermöglichen, sonst wird die Dynamik der Wirbelsäule gestört. Bandscheibenprothesen dürfen die natürliche Dynamik der Wirbelsäule daher nicht stören.

Das stabile Fasergeflecht simuliert den biologischen Gallertkern: es fördert Beweglichkeit und Stabilität in jeder Dimension

Das stabile Fasergeflecht simuliert die biologischen Bandscheibenhülle (annululus): Es fördert Beweglichkeit und Stabilität der Bandscheibe in jeder Bewegungsrichtung © Spinal Kinetics

Sie müssen Beweglichkeit in jeder Dimension erlauben, um die Wirbelsäulenfunktion optimal zu unterstützen und selbst haltbar und dauerhaft zu sein. Deswegen haben moderne Bandscheibenprothesen einen beweglichen Kern, der analog zur biologischen Bandscheibe alle Bewegungsrichtungen unterstützt, aber über Jahrzehnte stabil funktionieren soll. Dieser Kern unterstützt Zug, Druck, Rotation, Scherkräfte, wenn Wirbelkörper seitwärts verschoben werden. Jede Einschränkung der Beweglichkeit senkt die Haltbarkeit der Prothese selbst, weil Prothesenverschleiß und Lockerung drohen. Das wurde bei der Konstruktion und den Materialien moderner Bandscheibenprothesen besonders berücksichtigt.

Darstellung der Beweglichkeit einer M6-Bandscheibenprothese

Die M6 Bandscheibenprothese ist darauf ausgelegt, in allen Bewegungsrichtungen beweglich zu sein. Diese Beweglichkeit kann den Verschleiß der Bandscheibenprothese reduzieren. Die hohe Beweglichkeit reduziert aber auch Hebelwirkungen, die nach Versteifung oder Verwendung eines weniger beweglichen Implantats in Richtung der benachbarten Wirbelwirken. Auch die Belastung der Facettengelenke (der kleinen Wirbelgelenke) durch die Bandscheibenprothese wird vermindert.

Ihre Anfrage absenden

Literaturangaben

Bao, Q. B. & Yuan, H. A. (2000). Artificial disc technology.. Neurosurgical focus, 9(4).
Bao, Q.-B. & Yuan, H. A. (2002). Prosthetic disc replacement: the future?. Clinical orthopaedics and related research(394), 139-145.
Cherry, C. (2002). Anterior cervical discectomy and fusion for cervical disc disease.. AORN journal, 76(6).
Fekete, T. F. & Porchet, F. (2010). Overview of disc arthroplasty-past, present and future.. Acta neurochirurgica, 152(3), 393-404.
Fritsch, E. W. & Pitzen, T. (2006). [Cervical disc prostheses].. Der Orthopäde, 35(3).
Geisler, F. H. (2006). The CHARITE Artificial Disc: design history, FDA IDE study results, and surgical technique.. Clinical neurosurgery, 53, 223-228.
Padrón, F. J. (2008). [Lumbar post-laminectomy syndrome: II. Pain management using neuro-modulation techniques].. Neurocirugía (Asturias, Spain), 19(1), 35-44.
Petersilge, C. A. (2006). Lumbar disc replacement.. Seminars in musculoskeletal radiology, 10(1), 22-29.
Resnick, D. K. & Watters, W. C. (2007). Lumbar disc arthroplasty: a critical review.. Clinical neurosurgery, 54, 83-87.
Rodts, M. F. (2004). Total disc replacement arthroplasty.. Orthopaedic nursing / National Association of Orthopaedic Nurses, 23(3), 216-219.
Schnake, K. J., Putzier, M., Haas, N. P. & Kandziora, F. (2006). Mechanical concepts for disc regeneration.. European spine journal, 15 Suppl 3.
Sekhon, L. H. & Ball, J. R. (2005). Artificial cervical disc replacement: principles, types and techniques.. Neurology India, 53(4), 445-450.
Singh, K. & An, H. S. (2006). Motion preservation technologies: alternatives to spinal fusion.. American journal of orthopedics (Belle Mead, N.J.), 35(9), 411-416.
Zechmeister, I., Winkler, R. & Mad, P. (2011). Artificial total disc replacement versus fusion for the cervical spine: a systematic review.. European spine journal, 20(2), 177-184.
Zhang, Q. H. & Teo, E. C. (2008). Finite element application in implant research for treatment of lumbar degenerative disc disease.. Medical engineering & physics, 30(10), 1246-1256.
de Kleuver, M., Oner, F. C. & Jacobs, W. C. (2003). Total disc replacement for chronic low back pain: background and a systematic review of the literature.. European spine journal, 12(2), 108-116.
van den Eerenbeemt, K. D., Ostelo, R. W., van Royen, B. J., Peul, W. C. & van Tulder, M. W. (2010). Total disc replacement surgery for symptomatic degenerative lumbar disc disease: a systematic review of the literature.. European spine journal, 19(8), 1262-1280.