Anatomische und biomechanische Untersuchungen zur Optimierung und Risikominimierung der segmentalen spinalen Wirbelsäuleninstrumentation bei neuromuskulärer Skoliose

Schneider, Thomas-Oliver; Heller, Karl-Dieter

doi:23333

Anatomische und biomechanische Untersuchungen zur Optimierung und Risikominimierung der segmentalen spinalen Wirbelsäuleninstrumentation bei neuromuskulärer Skoliose

Schneider, Thomas-Oliver (Author)

2000

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Thomas-Oliver Schneider

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2000

Umfang121 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2000

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Heller, Karl-Dieter (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2000-05-17

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-480
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/62022/files/00_4.pdf

Einrichtungen

Medizinische Fakultät (510000-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Medizin (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Zur operativen Korrektur einer Skoliose mit Hilfe der segmentalen Wirbelsäulenstabilisierung werden bis heute zwei verschiedene Konzepte verwendet: die sublaminäre (SSSI) und die transspinöse (ISSI) segmentale Verdrahtung. Die ISSI wird in biomechanischen und klinischen Studien einheitlich als genauso stabil wie die SSSI bezeichnet, ohne mit einem vergleichbaren neurologischen Risiko einherzugehen. Ziel dieser Arbeit war es, anhand einer biomechanischen Studie transspinös instrumentierte Wirbelsäulen gegenüber solchen mit sublaminärer Verdrahtung im Bezug auf ihre Stabilität unter konstant ansteigendem Zug zu testen (statische Tests). Weiterhin wurde über ein geometrisches Modell anhand von Wirbelvermessungen das theoretische Risiko einer Penetration des Spinalkanals bei der ISSI bestimmt. Im allgemeinen Teil dieser Arbeit wird die Erkrankung „Skoliose” von ihrer Entstehung bis zu ihrer Korrektur beschrieben. Im speziellen Teil der vorliegenden Arbeit werden die Daten von 10 Leichenwirbelsäulen, die – segmentweise instrumentiert – auf ihre Stabilität unter Zugbelastung getestet wurden, ausgewertet. Dabei wird in ingesamt 50 Tests zwischen transspinöser (Knopfdrähte mit und ohne Stahlhülsen) und sublaminärer Verdrahtungstechnik (einfacher und doppelte Draht) differenziert. In allen Messungen war der Knochen der limitierende Faktor für die Stabilität des eingebracheten Instrumentariums. Ein Drahtbruch wurde in keinem Fall beobachtet. Bei Implantatversagen wurden bei der transspinösen Verdrahtungstechnik (ISSI) signifikant niedrigere Ausrißkräfte (30-45%) beobachtet als bei der sublaminären Verdrahtungstechnik. Durch die Vermessung von 9 mazerierten Leichenwirbelsäulen konnte gezeigt werden, daß das Risiko zur Penetration des Spinalkanals in Abhängigkeit von der Lokalisation des Drahtes zwischen zwischen 11% und 50% liegt. Für alle Wirbel galt, daß weibliche Wirbel, bedingt durch die unterschiedliche Form ihres Spinalkanals, ein höheres Risiko zur Penetration des Spinalkanals aufweisen. Die segmentale transspinöse Verdrahtung (ISSI) ist entgegen bisheriger biomechanischer Stabilitätsuntersuchungen unter statischer Zugbelatung signifikant schwächer als die segmentale sublaminäre Technik (SSSI). Das Risiko der Penetration des Spinalkanals und damit das Risiko neurologischer Schädigungen durch transspinöse Drähte ist auch bei der transspinösen Verdrahtung (ISSI) vorhanden und hängt von der Lage des Drahtes im Wirbel ab.

Operative stabilisation of a scoliotic spine is performed following two different concepts: sublaminar segmental spinal instrumentation (SSSI) and interspinous segmental spinal instrumentation (ISSI). According to recent clinical and experimental studies ISSI is believed to achieve almost the stability of SSSI without having the neurological risk of SSSI. The aim of this experimental study was to compare biomechanically interspinous instrumented cadaver spines with sublaminar instrumented cadaver spines with respect to their stability under constantly increasing pullout forces (static force). Additionally, using a geometrical model, the theoretical risk for wire penetration of the neural canal (ISSI technique) was evaluated. The first main chapter of this dissertation describes the disease "scoliosis" in detail. In the second main chapter the data of ten instrumented cadaver spine was analysed. In total 50 tests were performed: single and double sublaminar wires, button-wires and button-wires with crimps. In all measurements the stability of the bone was the limiting factor for stability of the implant, there was no failure of the wires. The interspinous instrumentation (ISSI) achieved significantly lower pull-out forces (30-45%) than the sublaminar instrumentation (SSSI). The anatomical measurements of the vertebras of nine macerated spines revealed a 11%-50% risk for penetration of the neural canal depending on the level of wire insertion. In all spine levels female vertebras showed a higher risk for penetration. In contrast to other biomechanical studies interspinous segmental spinal instrumentation (ISSI) seems to withstand significantly lower pull-out forces than segmental sublaminar spinal instrumentation (SSSI). The risk for neurological damage by penetration of the neural canal is also present in ISSI and depends on the position of the wire in the vertebra.

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