TY  - THES
A1  - Hartmann, Erik Kristoffer
T1  - Einfluss von Wachstumsfaktoren auf die ventrale Spondylodese
T1  - Influence of growth factors on the anterior spondylodesis
N2  - Thrombozyten enthalten und sezernieren eine Vielzahl von Wachstumfaktoren, deren Mitwirkung an der Knochenbildung und –regeneration als gesichert gilt. Platelet-rich plasma (PRP) enthält eine hohe Thrombozytenkonzentration und somit auch dementsprechend hohe Spiegel von Wachstumsfaktoren. Ziel dieser Arbeit war eine Evaluation des Einflusses von PRP auf die Qualität und Quantität der interkorporellen knöchernen Fusion im Rahmen der ventralen Spondylodese von Wirbelkörperverletzungen mit Cage-Implantaten und autologer Spongiosa. In einer prospektiven Studie wurden 15 Patienten mit traumatischer Fraktur der BWS oder LWS ventral mit einem Cage-Implantat und autologer Spongiosa stabilisiert. Indikationsabhängig wurden additiv dorsale Fixateur interne und/oder ventrale Plattensysteme implantiert. Intraoperativ erfolgte die Kombination der autologen Spongiosa mit PRP. Dieses wurde direkt perioperativ aus max. 110 ml venösem Eigenblut des Patienten mit dem kommerziell erhältlichen GPS™-System (Biomet Deutschland GmbH, Berlin) hergestellt. Als Kontrollgruppe fungiert ein zufällig ausgewähltes Kollektiv von 20 Patienten mit traumtischer BWS- oder LWS-Fraktur. Diese wurden ebenfalls ventral mit Cage und autologer Spongiosa sowie zusätzlichen Implantaten stabilisiert, jedoch ohne den Einsatz von PRP. Im Rahmen der Nachbehandlung wurden nach durchschnittlich 8,33 Monaten (PRP-Gruppe) und 12,5 Monaten (Kontrolle) Computertomographien der instrumentierten Wirbelsäulenregion im Knochenfenster angefertigt. Anhand dieser wurde der Fusionsfortschritt exemplarisch für den linkslateralen Auftragungsbereich von Spongiosa bzw. Spongiosa/PRP um den Cage qualtitativ und quantifizierend mittles Volumetrie und Densitometrie (HU) erfasst. Es zeigte sich qualtitaiv bei 20% der PRP-Gruppe sowie 30% der Kontrollgruppe keine oder nur minimale linkslaterale Verknöcherung. Jeweils 40% wurden als durchgehend fusioniert klassifiziert. Quantifizierend ergab sich für beide Gruppen ein nahezu identischer mittlerer Volumenanteil > +100 HU (56,5 bzw. 56,6%) am linkslateralen Gesamtvolumen. Der Volumenanteil > +500 HU beträgt in der Kontrollgruppe 23,57% in der PRP-Gruppe hingegen 29,33%. Die absolute Dichte der Teilvolumina zeigt einen signifikant höheren Durchschnitsswert in der PRP-Gruppe (639,7 HU zu 514,2 HU) sowie nicht signifikant höhere Werte im Teilvolumen > +500 HU (930,7 HU zu 846 HU). Aus den VAS-Scores konnte für den gewählten Nachuntersuchungzeitraum kein signifikanter Unterschied im subjektiven, patientenbezogenen Outcome festgestellt werden. Insgesamt zeigt sich ein Trend, demnach der Einsatz von PRP eine Verbesserung der autologen Spongiosaplastik und damit der Verknöcherung um den Cage ermöglicht. Der bei Etablierung des Konzepts thrombozytärer Wachtsumsfaktoren-konzentrate zur Verbesserung der Knochenheilung erhoffte deutliche, klinische Effekt bleibt jedoch aus.
N2  - The effects of PRP were monitored by performing a controlled cohort study of patients undergoing an anterior spinal fusion. One group was treated with the addition of PRP. The growth factors contained within the blood platelets are known to play an important role in the new formation of bone following fractures or the implantation of bone grafts. But the results following the use of platelet-rich plasma in spinal fusion are not yet published. The study involved a group of 15 patients, who had suffered an injury of the thoracic or lumbar spine and had undergone an anterior fusion using cages. They had received an additional posterior stabilisation and/or anterior implants as well as bone graft combined with PRP. A control group made up of 20 patients received a similar treatment, but without the addition of PRP. A CT-Scan was performed of all patients during follow-up examinations. The area on the left side of the cage, where the bone graft with or without PRP had been applied, was analysed and the patients were divided into three classes, depending upon the rate of fusion: Complete fusion, incomplete fusion and no/minimal ossification. In cases, which were classified as complete or incomplete ossification, an additional CT volumetry and densitometry was performed. The patient-referred outcome was documented using the VAS spinal score. In both groups 40% of the patients had reached a complete fusion in the CT-Scans. No or minimal fusion was documented in 20% of the PRP group and 30% of the control group. When measuring the density within the newly formed bone mass, both groups showed nearly identical percentages with a density of over 100 Hounsfield units (HU). The share of bone with a density of over+500 HU was 29.33% in the PRP group) and 23.57% in the control group. Within the partition of over +100 HU the absolute density was significantly higher in the PRP group (639.7 vs. 514.2 HU). Similar results could be shown within the partition of over +500 HU (930.7 vs. 846 HU). The VAS-Scores showed no significant differences between the two groups. The additional application of autologous PRP involves very little risk for the patients. The study implies, that the use of PRP provides a faster fusion and higher density values within the fusion mass. A clear advancement in spinal fusion in terms of a clinical benefit remains questionable.
KW  - Wirbelsäulenverletzung
KW  - Computertomographie
KW  - Spondylodese
KW  - Platelet-derived Growth Factor
KW  - Transforming Growth Factor beta
KW  - Thrombozyt
KW  - Wirbelsäulenverletzung
KW  - ventrale Spondylodese
KW  - autologes thrombozytenreiches Plasma
KW  - Computertomographie
KW  - spinal injury
KW  - anterior spondylodesis
KW  - autologous platelet-rich plasma
KW  - computer tomography
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-28933
ER  - 
TY  - THES
A1  - Balling, Horst
T1  - Rekombinantes humanes Bone-Morphogenetic-Protein-7 (rhBMP-7, rhOP-1) ermöglicht die transpedikuläre interkorporelle Spondylodese an der Lendenwirbelsäule des Schafes
T1  - Recombinant human Bone Morphogenetic Protein-7 (rhBMP-7, rhOP-1) enables the Transpedicular Intercorporal Spondylodesis in the Sheep’s Spine
N2  - EINFÜHRUNG: Bisherige Methoden der Behandlung von Wirbelkörperfrakturen machten ein kombiniertes Vorgehen aus anteriorem und posteriorem Zugang zum frakturierten Wirbelkörper erforderlich, um zwei Dinge zu ermöglichen: die Stabilisierung der hinteren Säule durch einen Fixateur interne und die Aufrichtung und Abstützung des gesinterten Wirbels durch Cage-Interposition, Verplattung oder autologe trikortikale Spantransplantation vom Beckenkamm zur Erhöhung der axialen Belastbarkeit im frakturierten Wirbelsäulensegment. Ein bereits in den 80er Jahren entstandenes Konzept eines solitären dorsalen Vorgehens mit transpedikulärem Zugang zur Behandlung der ventralen Säule mittels autologer Spongiosa und dem Vorteil einer verminderten Morbidität durch den Wegfall des zusätzlichen ventralen Vorgehens scheiterte an der fehlenden axialen Belastungsstabilität. Wir testeten im Schafsmodell ein modifiziertes dorsales transpedikuläres Verfahren und untersuchten die Effizienz eines rhOP-1-Hydroxylapatit-Zement-Gemisches gegenüber transplantierter Spongiosa und Hydroxylapatit-Zement hinsichtlich seiner Eignung zur Abstützung der vorderen Säule. METHODIK: Es wurden 36 Schafe einer operativen Verblockung der Lendenwirbel 4-6 mittels Fixateur interne unterzogen und in drei Gruppen zu je 12 Tieren eingeteilt. In Gruppe 1 diente autologe Beckenkammspongiosa zur transpedikulären Auffüllung des pedikuloskopisch ausgeräumten Zwischenwirbelraumes L4/5, in Gruppe 2 wurde der Defekt durch Hydroxylapatit-Zement überbrückt und in Gruppe 3 durch Hydroxylapatit-Zement mit darin mikroverkapseltem rhOP-1. Die ersten beiden Tiere der ersten Gruppe mußten wegen einer primären postoperativen Paraplegie der hinteren Extremitäten getötet werden, so daß in dieser Gruppe noch zehn Tiere für die kommenden Untersuchungen verblieben. Nach 8 postoperativen Wochen wurden die Tiere getötet und die seit der Operation stattgefundenen Veränderungen im aufgefüllten Zwischenwirbelraum L4/5 röntgenologisch, makromorphometrisch und histologisch verglichen. ERGEBNISSE: In Gruppe 1 zeigte sich in einem von zehn Fällen eine einseitige knöcherne Durchbauung, in acht der zehn Fälle eine über das ursprüngliche Niveau der Wirbelkörperendplatten hinausreichende Knochenneubildung oder zumindest Spongiosaintegration, es traten keine Entzündungszeichen in dieser Gruppe auf. In Gruppe 2 wurden eine unilaterale und eine bilaterale Wirbelkörperfusion gefunden, die übrigen zehn Schafe wiesen eine deutliche Zementresorption und –fragmentierung mit steriler Entzündungsreaktion und Osteolysen in vier Fällen auf. Charakteristisch war eine horizontal verlaufende Bruchlinie im intervertebralen Anteil der Zementplombe, die in allen Präparaten zu finden, im Falle der Fusionen allerdings durch Knochenbrücken unterbrochen war. Gruppe 3 präsentierte in vier Fällen unilaterale und in sechs Fällen bilaterale Fusionen, selbst die beiden Präparate ohne Fusion zeichneten sich durch deutliche Knochenneubildung und fehlende Zementresorption oder –fragmentierung bei auch hier vorhandener horizontaler Plombenbruchlinie aus, es fanden sich keine osteolytisch-entzündlichen Veränderungen. DISKUSSION: Die rhOP-1-Hydroxylapatit-Zement-Gruppe erwies sich mit zehn erfolgreichen Fusionen ohne Entzündungsreaktionen somit als deutlich überlegen im Vergleich mit transplantierter Spongiosa (eine Fusion, kein Entzündungsfall) und Hydroxylapatit-Zement ohne rhOP-1 (zwei Fusionen, vier Entzündungsfälle). Die in Gruppe 2 und 3 beobachtete horizontale Bruchlinie in der Zementplombe rührte von einer frühen postoperativen Scherkraftbelastung auf den Zwischenwirbelraum L4/5 und konnte in der dritten Gruppe dank der osteoinduktiven Wirkung des rhOP-1 besser durchbaut werden als in der Hydroxylapatit-Zement-Gruppe ohne rhOP-1, in der die alleinige osteokonduktive Wirkung des Knochenzements eine rasche Wirbelkörperfusion nicht herbeiführen konnte. Stattdessen trat in einigen Fällen trotz primärer axialer Belastungsstabilität des Zementes wegen der fehlenden beschleunigten Biointegration des Hydroxylapatits eine deutliche Zementplombenfragmentierung mit nachfolgender steriler Entzündungsreaktion auf. ZUSAMMENFASSUNG: Es konnte also unter Vermeidung eines zusätzlichen ventralen Vorgehens mit einem transpedikulären dorsalen Verfahren mittels einer Kombination aus primär axial belastungsstabilem Hydroxylapatit-Zement und osteoinduktiv wirksamem rhOP-1 in zehn von zwölf Fällen und damit signifikant häufiger als mit den Vergleichsverfahren nach acht postoperativen Wochen eine Wirbelkörperfusion im Schafsmodell herbeigeführt werden.
N2  - INTRODUCTION: Methods for the treatment of thoracolumbar burst fractures usually combine anterior with posterior approaches to the fractured vertebra to provide two features: stabilization of the posterior column by dorsal instrumentation with an internal fixator and long-term correction of the loss of height in the sagittal profile by cage interposition, anterior plating systems or autologous tricortical strut-graft from the iliac crest to increase axial load bearing capacities in the fractured vertebra. In the eighties, a concept was developed to treat the anterior column with autologous bone by a transpedicular approach. The great advantage of this method was the reduced morbidity with the avoidance of an additional anterior approach to the injured vertebra. Unfortunately, autograft could not provide sufficient stability for axial loading. We tested a modified dorsal transpedicular procedure in sheep and investigated the efficacy of a rhOP-1 enhanced hydroxyapatite cement versus transplanted autologous bone and hydroxyapatite cement as to providing sufficient stability for the anterior column. METHODS: 36 sheep underwent posterior lumbar instrumentation from L4 to L6, transpedicular removal of the intervertebral disc L4/5 and transpedicular augmentation with either autologous bone (group 1), hydroxyapatite cement (group 2) or rhOP-1 enhanced hydroxyapatite cement (group 3). In the first group, ten cases could be evaluated after the first two animals had to be sacrificed due to postoperative paraplegia of the dorsal limbs. Groups 2 and 3 consisted of 12 animals each. The sheep were sacrificed at eight weeks post-op, and the explanted spine segments L4-6 were examined radiologically, makromorphometrically and histologically. RESULTS: In the first group, unilateral osseous bridging over the intervertebral gap was seen in 1/10 cases, 8/10 cases showed new bone formation exceeding the genuine vertebral end plate or – at least – bony integration of the autograft. No inflammatory reactions were seen. The second group presented an unilateral and a bilateral vertebral fusion, 10/12 cases showed gross resorption and cement fragmentation with osteolysis and sterile inflammatory reactions in four cases. Characteristically, a horizontal fracture line could be observed in the intervertebral part of the cement, discontinuous only in the two fused cases because of bony bridging. In the third group, successful vertebral fusion could be found in 10/12 cases (4 unilateral, 6 bilateral), even the remaining two specimen witnessed high-level bone formation and a lack of cement resorption or fragmentation, but showed the horizontal fracture line, as well. No osteolytic or inflammatory reactions were found. DISCUSSION: The rh-OP-1 enhanced hydroxyapatite cement with 10/12 fusions and no inflammatory reactions was far superior to autograft (1/10 fusion, no inflammatory reactions) and hydroxyapatite alone (2/12 fusions, 4 cases of inflammatory reactions). The horizontal fracture line described in group 2 and 3 resulted from early postoperative sheer forces. Due to its osteoinductive effects, rhOP-1 accelerated biointegration of the cement, whereas the osteoconductive effects of the hydroxyapatite cement alone could not prevent from fragmentation, resorption of the cement and inflammatory reaction despite the cement’s primary stability for axial loading. CONCLUSION: Transpedicular lumbar interbody fusion (TLIF) with a composite of primarily stable axial load bearing hydroxyapatite cement and osteoinductive rhOP-1 showed successful fusion in 10/12 cases at eight weeks post-op in a sheep model and avoided the morbidity of an additional anterior approach to the injured vertebra along with the complications of harvesting iliac crest bone.
KW  - Lendenwirbelsäule
KW  - BMP
KW  - transpedikulär
KW  - Spondylodese
KW  - Schaf
KW  - lumbar spine
KW  - BMP
KW  - transpedicular
KW  - spondylodesis
KW  - sheep
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6675
ER  -