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andscheibenvorfälle der Wirbelsäule sind im Er- wachsenenalter häufig.1996 betrug die Zahl der sta- tionär durchgeführten Opera- tionen intervertebraler Disko- pathien etwa 49 000. Dies ent- spricht einer Inzidenz von 60,8 Eingriffen pro 100 000 Einwoh- nern. Hierin sind die Band- scheibenvorfälle der Halswir- belsäule anteilig mit enthalten, ihre genaue Zahl wurde bisher jedoch nicht erfasst (17). Das Verhältnis zervikaler Band- scheibenvorfälle zu lumbalen Bandscheibenvorfällen beträgt in der eigenen Klinik 1 : 3. Die operative Behandlung zervika- ler Bandscheibenvorfälle be- gann 1922 mit einer ersten Ope- ration durch Elsberg (9), einem Schüler Mikulicz, der erfolgreich trans- dural einen Vorfall C6/7 entfernte. In den nächsten Jahren folgten Einzelbe- schreibungen (1, 7, 19).
Nach dem Zweiten Weltkrieg berich- tete Cloward 1958 über einen ventralen Zugang zur Halswirbelsäule, eine ven- tral angelegte Bohrung in zwei Wirbel- körpern und den Wiederverschluss der
dazwischen liegenden Bandscheibe mit einem am Beckenkamm entnommenen Knochendübel. Zeitgleich publizierten Smith und Robinson Erfahrungen mit dem ventralen Zugang zur Halswirbel- säule, der gezielten vollständigen Ent- fernung der betroffenen Zwischenwir- belscheibe und der Fusionierung der anliegenden Wirbel. Diese Methode er-
wies sich auch in klinischen Studien an größeren Fallzahlen als praktikabel (21). Die Ein- führung dieses Verfahrens in Deutschland wurde wesentlich durch Grote (13) gefördert. Bis heute gilt der ventrale Zugang und die Entfernung der Band- scheibe mit nachfolgender Fu- sionierung der anliegenden Wirbel als Goldstandard (2, 20), und ist das weltweit am häufigsten verwendete Verfah- ren an der Halswirbelsäule. Da- bei wird in den meisten Fällen für die entfernte Bandscheibe ein Platzhalter aus unterschied- lichen Materialien, zum Bei- spiel Knochenzement oder Metall, eingefügt (10, 15, 23).
Untersuchungen nach zervikaler Fusionierung ergaben Hinweise auf eine vermehrte Belastung und De- generation der den fusionierten Wirbeln benachbarten Bewegungssegmente (14).
Bei anlagebedingten Blockwirbeln fin- det man oft klinisch relevante Band-
Zervikale Bandscheiben- prothesen
Zusammenfassung
Bandscheibenvorfälle und Osteochondrose der Halswirbelsäule sind im Erwachsenenalter häu- fig. Der Goldstandard der operativen Therapie bestand bisher in der Entfernung der Band- scheibe und gegebenenfalls der Osteophyten und anschließender Fusionierung der benach- barten Wirbel. Inzwischen sind bewegungser- haltende Bandscheibenprothesen kommerziell erhältlich, die mit zunehmender Häufigkeit eingesetzt werden. Zurzeit fehlen noch Langzeitbeobachtungen, die den Nutzen der Bandscheibenprothesen gegenüber der her- kömmlichen Fusionierung belegen. Ebenfalls ist unbekannt, über welchen Zeitraum die Bandscheibenprothesen die Beweglichkeit des operierten Bewegungssegmentes erhalten können. Erste klinische Studien deuten darauf hin, dass das Risiko der Bandscheibenimplanta-
tionen nicht höher ist als das Risiko der her- kömmlichen Fusionierung nach Entfernung der Bandscheibe. Über einen Zeitraum von zwei Jahren ist der Erhalt der Beweglichkeit der Wir- belsäule nach Bandscheibenimplantation hoch.
Die Methode stellt daher eine Therapieoption für die vergleichsweise jüngeren Altersgrup- pen mit Bandscheibenvorfällen dar.
Schlüsselwörter: Bandscheibenprolaps, chirur- gische Therapie, Endoprothetik, Implantation, künstliche Bandscheibe
Summary
Cervical Disc Prostheses
Osteochondrosis or a herniated disc of the cervical spine are common findings in adults.
The gold standard of surgical management is
the removal of the disc and eventually of the osteophytes and fusion of the adjacent verte- brae. Today artificial discs have become com- mercially available which allow for preserva- tion of vertebral motion. While these are being inserted with increasing frequency, there are no long term clinical studies as of yet, which could show an advantage of prostheses over conventional fusion. The long term preservation of motion has not been demonstrated yet. First clinical studies indicate no increased risk associated with prostheses. Motion can be preserved for at least two years in most patients. Cervical disc prostheses may be considered an option pre- ferably in younger age groups.
Key words: cervical disk herniation, surgical therapy, endoprothetics, implantation, artifi- cial disk
Klinik für Neurochirurgie (Geschäftsführender Leiter:
Prof. Dr. med. Raimund Firsching), der Otto-von-Guericke- Universität, Magdeburg
Raimund Firsching Boris Jöllenbeck Rainer Hahne
Abbildung 1: Schematische Darstellung der Implantation der Bandscheibenprothesen; aus: Firsching R, Jöllenbeck B, Hahne R:
Bandscheibenprothesen für die Halswirbelsäule. Ärzteblatt Sachsen-An- halt 2005; 16 (2): 48–51; mit freundlicher Genehmigung Ärzteblatt Sachsen-Anhalt.
scheibenvorfälle in den benachbarten Segmenten. In Langzeitverlaufsstudien über einen Zeitraum von zehn Jahren wurde nach zervikaler Bandscheiben- operation mit Fusionierung in 2,9 Pro- zent der Fälle über klinisch auffällige Spondylosen und Osteochondrosen pro Jahr berichtet, von denen zwei Drittel operativ behandelt wurden (11). Wenn- gleich nur ein bestimmter Teil der Pati- enten mit radiologischen Zeichen der Wirbelsäulendegeneration Symptome
entwickeln, die eine Operation recht- fertigen, wäre bei circa 20 von 100 Pa- tienten innerhalb von zehn Jahren mit einer zweiten Bandscheibenoperation der Halswirbelsäule zu rechnen.
Über einen Zeitraum von 8,6 Jahren wurden in den einer Fusionierung an- liegenden Bewegungssegmenten in 92 Prozent der Fälle radiologische Zei- chen einer zunehmenden Degenerati- on und einer Hypermobilität gefunden (11). Untersuchungen an Leichen er-
gaben in den einer Fusionierung be- nachbarten Zwischenwirbelräumen bei Anteflexion und Retroflexion des Kopfes Druckbelastungen, die um 73 Prozent höher lagen als in Vergleichs- messungen ohne Fusionierung (6, 8).
Diese Beobachtungen lassen es grund- sätzlich wünschenswert erscheinen, bei einer Bandscheibenoperation an der Wirbelsäule den Verlust der Beweg- lichkeit des operierten Segmentes zu
vermeiden.
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Abbildung 2: a) Polizist, 53 Jahre alt mit starken Nackenschmerzen und ziehenden Schmerzen im linken Arm, Röntgennativaufnahme in Anteflexion seitlich: Bei deutlicher Osteochondrose besteht nur noch eine geringe Beweglichkeit zwischen dem 5. und 6. Halswirbel im Ver- gleich zur b) Retroflexion; c) Das Kernspintomogramm zeigt sowohl einen Bandscheibenvorfall als auch eine begleitende Osteochondrose zwischen dem 5. und 6. Halswirbel. d) Die Beweglichkeit in Anteflexion und e) Retroflexion ist nach Einsetzen der Prothese deutlich erkennbar;aus: Firsching R, Jöllenbeck B, Hahne R: Bandscheibenprothesen für die Halswirbelsäule. Ärzteblatt Sachsen-Anhalt 2005; 16 (2): 48–51; mit freundlicher Genehmigung Ärzteblatt Sachsen-Anhalt.
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Seit 35 Jahren sind verschiedene Modelle künstlicher Bandscheibenim- plantate für die Wirbelsäule entworfen worden, die zunächst die Serienreife erlangten (18). Sowohl für die Halswir- belsäule als auch für die Lendenwirbel- säule stehen seit einigen Jahren kom- merziell unterschiedliche Modelle zur Verfügung, die nun mit zunehmender Häufigkeit implantiert werden. Das erste zervikale Bandscheibenimplantat aus rostfreiem Stahl wurde 1991 einge- setzt (5), von diesem wiederholt ver- besserten „Frenchay“-Modell wurden weltweit circa 300 Stück implantiert.
Mit der weiteren Entwicklung der Ma- terialien steht seit 2001 ein Modell aus zwei flachen Titanhalbschalen, die sich um einem Polyurethankern bewegen, zur Verfügung (Abbildung 1) (3). Diese
„Bryan-Prothese“ ist bisher weltweit mehr als 5 500 mal implantiert worden.
Von diesen wurde in elf Fällen eine nachfolgende Explantation aus unter- schiedlichen Gründen, die in keinem Fall dem Implantat selbst zugerechnet wurden, bekannt (2). Anhand von Un- tersuchungen an sechs dieser explan- tierten Prothesen und vorhergehender Tierversuche kann von einer mechani- schen Mindesthaltbarkeit des Implan- tats in Bezug auf den Abrieb von mehr als 40 Jahren ausgegangen werden.
Der Bewegungsabrieb selbst wird prothesenintern aufgefangen und führt nicht zu Fremdkörperreaktionen (2).
Die Titanoberfläche verbindet sich, wie von anderen Implantaten bekannt, gut mit Knochen. In dem die Oberflächen- form der Prothese passgenau in anlie- genden Deckplatten eingeschliffen wird, sitzt die unter leichter Vorspan- nung eingesetzte Prothese – die in un- terschiedlichen Größen verfügbar ist – so fest, dass keine Fixierung mittels Schrauben, Zement oder dergleichen mehr erforderlich ist. Luxationen der Prothesen durch Unfälle sind bisher nicht bekannt geworden.
Klinische Studien
Da die Bandscheibenprothesen erst seit kurzem zur Verfügung stehen, sind klinische Verlaufsbeobachtungen rar.
Über das seit 1991 erhältliche „Fren- chay“-Implantat liegt eine zweijährige
Verlaufsbeobachtung mit günstigen Ergebnissen vor. Das Modell ist nicht selbsthaltend, wurde mehrfach verän- dert und hat bisher keine breite An- wendung gefunden (25). Über die am weitesten verbreitete „Bryan“-Pro- these liegt ein Bericht aus einer Multi- centerstudie vor (12), mit einer Ver- laufsbeobachtung über maximal zwei Jahre von 103 Patienten mit jeweils ei- ner Prothese und 43 Patienten mit je- weils zwei Prothesen.
Einige an dieser Studie teilnehmen- den Zentren hatten hier noch geringe Fallzahlen beigesteuert. Die Ergebnis- se ließen keine Risiken erkennen, die höher lagen als bei der bisherigen Standardoperation mit Entfernung der Bandscheibe und anschließender Fusionierung. In einer ersten prospek- tiven „Single-Center“-Studie berich- teten Jöllenbeck et al. 2004 über 50 Verläufe mit einer Beobachtungszeit von bis zu zwei Jahren. Auch in dieser Studie wurde keine Gefährdung der Patienten festgestellt; eine Luxation oder Entzündung oder Fehlfunktion des Implantates wurde in den Ver- laufsbeobachtungen nach der Entlas- sung nicht bemerkt. Zum Zeitpunkt der Entlassung war die Beweglichkeit aller Prothesen mit einer mittleren Bewegung von 7,8° (2° bis 11°) erhal- ten (Abbildung 2), nach sechs Mona- ten lag die mittlere Beweglichkeit bei 7,3° (zwischen 2° bis 14°).
Ausblick
Ein Langzeitnutzen der Bandschei- benprothese gegenüber der Fusionie- rung ist zurzeit nicht erwiesen. Der Verlust der Beweglichkeit in einem Bewegungssegment der Halswirbel- säule durch die herkömmliche Fusio- nierung stellt eine klinisch-praktisch kaum bemerkbare Einschränkung dar.
Es ist ebenfalls nicht erwiesen, son- dern nur Spekulation, ob die Fusionie- rung eines Bewegungssegmentes auf lange Zeit zu einer erhöhten Degene- ration der mehr belasteten Nachbar- segmente führt. Möglicherweise nei- gen Patienten mit Degeneration eines Bewegungssegmentes anlagebedingt zur nachfolgenden Degeneration ei- nes weiteren Segmentes, auch ohne
Fusionierung. Eine aussagekräftigere randomisierte prospektive Studie mit hinreichenden Fallzahlen über mehre- re Jahrzehnte zu dieser Frage er- scheint nicht praktikabel. Unklar ist derzeit des Weiteren, wie hoch der An- teil des Beweglichkeitsverlusts der Prothese nach mehr als zweijährigem Verlauf ist.
Zurzeit wird über einen Erhalt der Beweglichkeit in den ersten zwei Jah- ren nach Implantation einer Prothese von 90 Prozent berichtet (12, 16).
Einzelne Beobachtungen über den Verlust der Beweglichkeit liegen vor (22). Andererseits kann ein Nachteil der Prothesen an der Halswirbelsäule gegenüber der Fusionierung bisher ebenfalls nicht beobachtet werden. Da die Beweglichkeit der Halswirbelsäule im jüngeren Lebensalter größer ist als im höheren, und im Senium im Regel- fall nur noch eine minimale Bewegung erhalten ist, stellt die zervikale Band- scheibenprothese eine Therapieoption dar für jüngere Patienten. Alle Patien- ten, die eine Bandscheibenprothese erhalten, sollten sorgfältig nachunter- sucht werden, bis verlässliche Lang- zeitergebnisse vorliegen.
Manuskript eingereicht: 20. 12. 2004, revidierte Version angenommen: 4. 2. 2005
Die Autoren erklären, das kein Interessenkonflikt im Sin- ne der Richtlinien des International Committee of Medi- cal Journal Editors besteht.
❚Zitierweise dieses Beitrags:
Dtsch Arztebl 2005; 102: A 2178–2180 [Heft 31–32]
Anschrift für die Verfasser:
Prof. Dr. med. Raimund Firsching Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Leipziger Straße 44
39120 Magdeburg
E-Mail: raimund.firsching@medizin.uni-magdeburg.de Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literatur- verzeichnis, das beim Verfasser erhältlich oder im Internet unter www.aerzteblatt.de/lit3105 abrufbar ist.
Literatur
1. Adson AW: Bandscheibenzerreißung mit Prolaps des Nucleus pulposus in den Wirbelkanal als Ursache re- zidivierender Ischias. Chirurg 1940; 12: 501–509.
2. Anderson P, Rouleau J, Toth J, Riew D: A comparison of simulator-tested and retrieved cervical disc pro- thesis. J Neurosurg (Spine 1) 2004; 2: 202–210.
3. Bryan V: Cervical motion segment replacement. Eur Spine J 2002; 11 (Suppl. 2): S92–S97.
4. Cloward RB: The anterior approach for removal of ruptured cerviccal disks. J Neurosurg 1958; 10:
602–617.
5. Cummins BH, Robertson JT, Gill S: Surgical experien- ce with an implanted artificial cervical joint. J Neuro- surg 1998; 88: 943–948.
6. Cunningham BW, Gordon JD, Dmitriev AE et al.: Bio- mechanical evaluation of total disc replacement ar- throplasty: an in vitro human cadaveric model. Spine 2003; 28: 110–117.
7. Dandy WE: Loose cartilage from intervertebral disc simulating tumor of the spinal cord. Arch Surg 1929;
19: 660–672.
8. Eck JC, Humphreys SC, Lim TH: Biomechanical study on the effect of cervical spine fusion on adjacent- level intradiscal pressure and segmental motion.
Spine 2002; 27: 2431–2434.
9. Elsberg ChA: The extradural ventral chondromas (ecchondoses), their favorite sites, the spinal cord and root symptoms they produce, and their surgical treatment. New York: Bull Neur Inst 1931; 1:
350–388.
10. Eysel P, Fürderer S, Rompe JD, Zöllner J: Die Primär- stabilität unterschiedlicher Cages zur Fusion an der Halswirbelsäule. Zentralbl Neurochir 2000; 61:
171–180.
11. Goffin J, Casey A, Kehr P, Liebig K: Preliminary clinical experience with Bryan Cervical Disc Prothesis. Neu- rosurgery 2002; 51: 840–845.
12. Goffin J, Van Calenbergh F, Van Loon et al.: Interme- diate follow-up after treatment of degenerative disc disease with the Bryan Cervical Disc Prothesis:
single-level and bi-level. Spine 2003; 28: 2673–2678.
13. Grote W, Bettag W, Wüllenweber R: Indikation, Tech- nik, Ergebnisse zervikaler Fusionen. Acta Neurochir 1970; 22: 1–27.
14. Hilibrand AS, Carlson GD, Palumbo MA: Radiculo- pathy and myelopathy at segmentsadjacent to the site of previous anterior cervical arthrodesis. J Bone Joint Surg (AM) 1999; 81: 519–528.
15. Jöllenbeck B, Fernandez N, Firsching R: Titanium or polymethylmethacrylat in cervical disc surgery? A
prospective study. Zentralbl Neurochirg 2001; 62:
200–202.
16. Jöllenbeck B, Hahne R, Schubert A, Firsching R: Early experiences with cervical disc protheses. Zentralbl Neurochir 2004; 65: 123–127.
17. Kast E, Antoniadis G, Richter H-P: Die Epidemiologie von Bandscheibenoperationen in der Bundesrepublik Deutschland. Zentralbl Neurochi 2000; 61: 22–25.
18. Link HD, Buttner-Janz K: Link SB Charite artificial disc history, design and biomechanics, in Kaech DL, Jin- kins JR (eds.): Spinal Restabilization Procedures. Am- sterdam, Elsevier Science 2002: 293–316.
19. Mixter WS, Barr JS: Rupture of intervertebral disc with involvement of spinal canal. N Engl J M 1934;
211: 210–215.
20. Mummaneni PV, Haid RW: The future in the care of the cervical spine: interbody fusion and arthroplasty.
J Neurosurg (Spine 1) 2004; 2: 155–159.
21. Nurick S: The natural history and the results of surgi- cal treatment of the spinal cord disorder associated with cervical spondylosis. Brain 1972; 95: 101–108.
22. Pointillart V: Cervical disc prothesis in humans, first failure. Spine 2002; 26: E90–E92.
23. Schröder J, Wassmann H: Polymethylmethacrylat (PMMA) in der Halsbandscheibenchirurgie Gegen- wärtiger Stand in Deutschland. Zentralbl Neurochir 2002; 63: 33–36.
24. Smith G, Robinson R: The treatment of certaim cervi- cal-spine disorders by anterior removal of the inter- vertebral disc and interbody fusion. J Bone Joint Surg Am 1958; 49: 607–622.
25. Wigfield C, Gill S, Nelson R et al.: Influence of an arti- ficial cervical joint compared with fusion on adja- cent-level motion in the treatment of degenerative cervical disc disease. J Neurosurg (Spine) 2002; 96:
17–21.
M E D I Z I N
Deutsches Ärzteblatt⏐⏐Jg. 102⏐⏐Heft 31–32⏐⏐8. August 2005 AA1
Zervikale Bandscheiben- prothesen
Raimund Firsching Boris Jöllenbeck Rainer Hahne
