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In vivo Evaluation eines experimentellen, posterioren, dynamischen Stabilisationssystems am ovinen lumbalen Degenerationsmodell (2011)

Art

Hochschulschrift

Autor

Maurô, Eduardo (WE 1)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2011 — V, 153 Seiten

ISBN: 978-3-86387-039-3

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/6836

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Institut für Veterinär-Anatomie

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Abstract / Zusammenfassung

Eine Möglichkeit der Behandlung von Bandscheibendegeneration in der Humanmedizin besteht in der dynamischen Stabilisierung des betroffenen Segmentes durch ein Implantat das mittels Pedikelschrauben in der Spongiosa der Wirbelkörper befestigt wird. Diese Methode wird als dynamisch bezeichnet, weil das angebrachte Implantat durch Kunststoffanteile bis zu einem gewissen Grad biegsam ist und so ein Rest Beweglichkeit des Segmentes bewahrt wird. Dieses von der Schweizer Firma Sulzer (heute ZIMMER SPINE®, Freiburg, Deutschland) entwickelte System trägt den Namen Dynesys (Dynamic Neutralization System). Auf der gleichen Basis entwickelte die Firma SYNTHES® (Solothurn, Schweiz) ein hier getestetes System (SoFi). Ziel der vorliegenden Studie war es, die Effektivität des dynamischen Implantats als Therapie gegen die Degeneration der Bandscheiben an einem ovinen Degenerationsmodell, mittels immunhistochemischer Methoden, zu untersuchen und statistisch zu beurteilen. Die Hypothese der Studie besagte, dass das experimentelle, posteriore, dynamische Implantat in der Lage ist, die durch eine partielle Nukleotomie zugefügte Degeneration zu stoppen, oder sogar umzukehren und regenerative Prozesse einzuleiten. Dafür wurden 40 weibliche Merinolandschafe in vier Gruppen eingeteilt. Alle Tiere wurden einer partiellen Nukleotomie unterzogen, welche die Bandscheibendegeneration simulieren und herbeiführen sollte. Zwanzig Tiere bekamen dazu durch einen weiteren chirurgischen Eingriff das experimentelle, dynamische System implantiert. Die Hälfte dieser zwanzig Tiere wurde nach 3 Monaten (3-Monate-Implantat-Gruppe), die andere Hälfte nach 12 Monaten (12-Monate-Implantat-Gruppe) euthanasiert und ihre Bandscheiben zwischen den Lendenwirbelkörpern L3 und L4 immunhistochemisch untersucht. Die restlichen 20 Tiere, die kein Implantat bekamen, wurden analog nach 3 (3 -Monate-Läsion-Gruppe) beziehungsweise 12 Monaten (12-Monate-Läsion-Gruppe) eingeschläfert und ihre Bandscheiben in gleicher Art und Weise untersucht, um den Vergleich zu den Implantat-Gruppen herstellen zu können. Fünf Tiere gingen aufgrund von Narkosezwischenfällen verloren. Weitere Probenverluste kamen bei der Vorbereitung der zu untersuchenden Proben zustande, so dass am Ende für jede Analyse zwischen 5 und 9 Proben zur Verfügung standen. Um den Vergleich zwischen den Behandlungsgruppen herstellen zu können, wurde an den Proben eine immunhistochemische Markierung von α-SMA, Keratansulfat, MMP 13, PGP 9.5 und den Kollagentypen I und II durchgeführt. Die immunhistochemisch markierten Proben wurden als digitale Bilder erfasst und eine Pixelanalyse durchgeführt. Die durch die Pixelanalyse gewonnenen Daten wurden statistisch analysiert. Die Daten der verschiedenen Gruppen wurden miteinander verglichen und anschließend durch die statistischen Tests das Signifikanzniveau ermittelt. Die Immunlokalisation von α-SMA lieferte bei den 3-Monate-Gruppen kein eindeutiges Ergebnis, da sowohl Indizien für eine Regenerationstendenz bei der Implantat- Gruppe als auch Anzeichen eines gleich hohen Degenerationsgrades beider Behandlungsgruppen zu erkennen waren. Die 12-Monate-Gruppen zeigten dagegen ein Ergebnis, welches eindeutig für eine Regenerationstendenz der Implantat- Gruppe sprach. Ähnliche Ergebnisse wurden bei der Untersuchung auf die Neoinnervation festgestellt. Auch die Metalloproteinasenaktivität war bei der Implantat-Gruppe nach 12 Monaten niedriger als bei der Läsion-Gruppe, dennoch waren die Werte höher als nach 3 Monaten, weshalb man in diesem Falle nicht von Regeneration sprechen kann. Diese Untersuchungen zeigten nach 3 Monaten entweder nicht beurteilbare Ergebnisse, oder Hinweise für eine Verschlechterung bzw. keine Veränderung der Degeneration bei beiden Behandlungsgruppen. Dessen ungeachtet zeigten die 12-Monate-Gruppen Hinweise einer Regeneration und unterstützten damit die These der Studie. Die Immunlokalisierung von Keratansulfat war bei vergleichbaren Gruppen ähnlich und zeigte damit keinen Hinweis auf eine regenerative Wirkung des Implantates. Die Hauptkollagenarten Kollagen Typ I und Typ II wurden ebenfalls auf ihr Vorkommen und auf das Verhältnis zueinander in den Übergangszonen untersucht. Kollagen Typ I zeigte nach 3 Monaten eine niedrigere Streuung der Werte bei der Implantat-Gruppe, als Zeichen eines niedrigeren Degenerationsgrades als die Läsion-Gruppe. Die Verteilung von Kollagen Typ I innerhalb der Gruppen selbst zeigte jedoch höhere Ansammlungen an Kollagen Typ I in der Nucleus-Zone der Implantat-Gruppe, was wiederum Hinweise für einen höheren Degenerationsgrad liefert. Nach 12 Monaten zeigte aber die Implantat-Gruppe sowohl die niedrigere Streuung der Werte, als auch die physiologischere Verteilung von Kollagen Typ I innerhalb der Bandscheibe, was auf einen niedrigeren Degenerationsgrad zurückgeführt werden kann. Die Untersuchung auf Kollagen Typ II gab als einzige schon nach 3 Monaten Indizien von Regeneration bei der Implantat-Gruppe, sowohl bei der Untersuchung der Gesamtflächen, als auch der einzelnen Zonen und bei der Untersuchung der Endplatten. Diese Resultate wurden auch bei der Mehrzahl der RoIs von den statistischen Tests bestätigt. Nach 12 Monaten lagen aber die Streuungen beider Behandlungsgruppen in diesen drei Analysen auf gleicher Höhe und zeigten somit Hinweise für einen vergleichbar hohen Degenerationsgrad bei beiden Behandlungsgruppen. Der Vergleich beider Kollagentypen in den Übergangszonen zeigte Hinweise für Regeneration der Bandscheiben der Implantat-Gruppen. Allerdings wurde nach 12 Monaten nur bei den rechten Übergangszonen diese regenerative Wirkung des Implantats verzeichnet. Die vorliegende Studie zeigte bei der Mehrzahl der Untersuchungen Ergebnisse, die auf eine positive Wirkung des experimentellen Implantats SoFi gegen die Degeneration der Bandscheiben hindeuten. Die aus der Sicht der Patienten wichtigsten Parameter sind mit großer Wahrscheinlichkeit die Neoinnervation, welche Studien zufolge in Verbindung mit Schmerzen stehen kann und die auch mit der Neoinnervation einhergehende Angiogenese. Diese beiden Parameter, die anhand der Immunlokalisierung von PGP 9.5 und von α-SMA untersucht wurden, zeigten befriedigende Resultate bei den 12-Monate-Gruppen, obwohl sie bei den 3-Monate-Gruppen unbefriedigend waren. Aus der Sicht des Therapeuten zählen zu den wichtigsten Parametern, zusätzlich zu den eben erwähnten Kriterien, das Verhältnis und die Verteilung der Hauptkollagentypen I und II in der Bandscheibe. Dieser Parameter gibt Rückschluss darüber, wie sehr die Bandscheibe noch in der Lage ist, ihre Aufgabe zu erfüllen, da diese beiden Moleküle für die Druck- und Zugfestigkeit der Bandscheibe hauptverantwortlich sind. Die Analyse von Kollagen Typ I und II in den Übergangszonen ergab bei nur einer von vier Untersuchungen keine Verbesserung der Degeneration bei der Implantat-Gruppe. Alles in allem wurde bei der Mehrheit der untersuchten Punkte eine regenerative oder zumindest Degeneration-verlangsamende Wirkung des dynamischen Implantates auf die Degeneration verzeichnet. Diese Ergebnisse wurden aber nur in 2 Fällen (MMP 13 und Kollagen Typ II) durch die statistischen Tests für signifikant befunden. Somit bleiben die große Mehrheit der Ergebnisse dieser Studie auf die deskriptive Ebene beschränkt und kann nur bedingt auf andere Tiergruppen übertragen werden.