Einleitung: Experimentelle Daten zu Designparametern von Cages fehlen weitgehend. Ziel dieser Untersuchung war es, am Modell der Schafshalswirbelsäule den Effekt von Designparametern (Auflagefläche/Porengröße) auf das Einheilungsverhalten von Cages radiologisch zu untersuchen. Material und Methode: Bei 24 Merino-Schafen wurde eine intervertebrale zervikale Fusion C3/C4 mit 3 verschiedenen Stabilisierungsverfahren (n=8) durchgeführt. Gruppe1: autologer Beckenkammspan; Gruppe2: Syncage-C + autologe Spongiosa; Gruppe3: Harmscage + autologe Spongiosa. Während der Standzeit wurden radiologische Verlaufsuntersuchungen durchgeführt. Nach der 12-wöchigen Standzeit erfolgten funktionsradiologische Untersuchungen sowie computertomographische Untersuchungen am Präparat. Der Status der Fusion wurde anhand eines Fusionsscores bestimmt. Ergebnisse: Im Vergleich zum Beckenkammspan waren beide Cages in der Lage, die Höhe des Bandscheibenraums und den Intervertebralwinkel signifikant besser zu erhalten. Bezüglich der Sinterungsparameter, der radiologischen Funktionsuntersuchungen und des Fusionsscores waren bis auf den Zeitpunkt Woche 1 (Cage im Box-Design mit geringster Sinterung) keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Cages nachweisbar. Bei der Evaluation des Kallusvolumens zeigte sich für den Cage im Zylinder-Design eine größere Kallusformation, als für den Cage im Box-Design. Schlussfolgerung: Innerhalb der ersten 12 Wochen lassen sich nur in der frühen postoperativen Phase designspezifische Unterschiede zwischen beiden Cages nachweisen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die Auflagefläche für das Sinterungsverhalten eines Cage in vivo nur von untergeordneter Bedeutung ist. Ein signifikanter Einfluss der Porengröße der Cages auf das Einheilungsverhalten konnte radiologisch nicht nachgewiesen werden. Ein Einfluss der Primärstabilität des Implantats auf die Kallusformation kann postuliert werden. / Introduction: Experimental data of design parameters of cages are lacking. The purpose of this study was to compare the effect of design parameters (endplate-implant contact area/maximum contiguous pore) on interbody fusion in a sheep cervical spine model by radiological methods. Material and Method: Twenty-four sheep underwent C3-4 discectomy and fusion in which the following were used: Group 1, autologous tricortical iliac crest bone graft (n=8); Group 2, titanium cylinder-design cage + autologous bone graft (n=8); and Group 3, titanium box-design cage filled with autologous bone graft (n=8). During the evaluation period radiography was performed. After the 12 weeks' evaluation period, functional radiographs and quantitative computerized tomography scans were acquired. Status of fusion has been evaluated by means of a fusion score. Results: Over a 12 weeks' period significantly higher values for disc space height and intervertebral angle were shown in cage-treated sheep than in those that received bone graft. Comparing the cage-groups no significant difference could be found in disk-space height, functional radiographic assessment and fusion score except week one. At this time the box-design cage showed significantly better distractive properties. The cylinder-design cage showed significantly higher values for bone callus volume in comparison to the box-design cage. Conclusion: In the 12 weeks' period, no significant design specific differences between both cages could be stated except during the early post-operative period. This study shows that the parameter endplate-implant contact-area was not able to determine subsidence of cages. An influence of maximum contiguous pore on the fusion's result could not be shown by radiological data. Primary stiffness must have an influence on bone callus formation.

Ziel dieser Arbeit ist die retrospektive Auswertung der operativ mit ventraler Dekompression und intersomatischer Fusion (ACDF) durch stand alone Cage versorgten Patienten und die Diskussion, ob eine postoperative Sinterung Einfluss auf das Outcome hat. Material und Methoden: Es wurden 33 Segmente operativ durch ACDF mit standalone-Cage bei 17 Patienten (11 Frauen und 6 Männer) Durchschnittsalter 56 Jahre (33 bis 82 Jahre) versorgt und nach durchschnittlich jeweils 8 und 26 Monaten klinisch, radiologisch und durch Scoreerhebung nachuntersucht. Ergebnisse: 70,6 % der Patienten (12/17) und 50,5% der Segmente (18/33) zeigten eine Sinterung. 36,3% der Sinterungen (12/33) bereits zur 1. NU nach 8 Monaten. Zur 2. NU nach 26 Monaten fand sich bei 100% eine Fusion ohne Pseudarthrose. Zusammenfassung: Die Sinterung des Cages hat keinen negativen Einfluss auf das Outcome. Wesentlich für das Outcome sind das Ausmaß und die Dauer der vorbestehenden Symptome. Es sollte besonders bei festgestellter Myelopathie frühzeitig eine operative Intervention erfolgen.

Im Rahmen der szintigraphischen Untersuchung der Halswirbelsäule gibt es unterschiedliche Aussagen zum physiologischen Speicherungsverhalten, insbesondere der kaudalen Facettengelenke. Eine Objektivierung der Szintigramme und Ermittlung von Normalbereichen der entsprechenden Speicherquotienten ist daher wichtig und stellt das Ziel dieser Arbeit dar. Zur Untersuchung kamen dafür 31 Pferde, bei denen es sich um Patienten der Chirurgischen Tierklinik in Leipzig aus dem Jahr 2008 handelte. Falls bei einem Pferd eine Lahmheit der Vordergliedmaße vorhanden war, wurde mit Hilfe der klinischen und szintigraphischen Untersuchung, sowie mittels diagnostischer Anästhesien als deren Ursache die Halswirbelsäule ausgeschlossen. Alle Pferde wiesen eine freie Beweglichkeit des Halses in alle Richtungen auf. Zur Bildung von Speicherquotienten wurden die als Interessenareale dienenden Facettengelenke C3/C4 bis C7/Th1, sowie der Wirbelkörper des sechsten Halswirbels zu verschiedenen Referenzarealen ins Verhältnis gesetzt. Als Referenzareale wurden dabei der Wirbelkörper des dritten und des vierten Halswirbels, sowie das auch als Interessenareal dienende Facettengelenk C3/C4 getestet. Anschließend wurden Normalbereiche für die Speicherquotienten ermittelt. Nach sonographischer Muskeldickenmessung über den Facettengelenken wurden deren Speicherquotienten mit Hilfe einer Formel auf einen Nullwert korrigiert, und für diese korrigierten Werte wurden ebenfalls Normalbereiche ermittelt. Es zeigte sich, dass die Speicherquotienten nach der Muskeldickenkorrektur gegenüber den nativen Speicherquotienten eine größere Streuung aufwiesen und somit größere und ungenauere Normalbereiche hervorbrachten. Dementsprechend sollten die nativen Speicherquotienten bevorzugt werden. Als das am besten geeignete Referenzareal für die Interessenareale C4/C5 bis C7/Th1 erweist sich hierbei die Isokontur-ROI auf dem Facettengelenk C3/C4. Für das Interessenareal C3/C4 eignet sich sowohl der Vergleich mit dem Referenzareal C3, als auch der mit dem Referenzareal C4. Das Interessenareal auf dem Wirbelkörper C6 wird am besten zum Referenzareal C4 ins Verhältnis gesetzt. Hervorzuheben sind die nativen Werte der Normalbereiche für die Gelenke C5/C6 und C6/C7, da hier am häufigsten röntgenologische Veränderungen zu finden sind. Sie betragen für das Gelenk C5/C6 auf der linken Halsseite 0,82-1,10 und auf der rechten Halsseite 0,86-1,10. Für das Gelenk C6/C7 beträgt der Normalbereich für die linke Halsseite 0,75-1,23 und für die rechte Halsseite 0,81-1,17. Zusammenfassend ist zu sagen, dass die quantitative Auswertung mittels der „Regions of Interest“-Technik an der Halswirbelsäule durchaus möglich ist und mit dieser Arbeit akzeptable Normalbereiche für die Facettengelenke C3/C4 bis C7/Th1 und für den Wirbelkörper C6 ermittelt werden konnten. Es fehlen nun noch Werte von Pferden mit einer klinischen Halswirbelsäulenproblematik, um die Aussagekraft der hier ermittelten Normalbereiche zu überprüfen.

Ziel dieser Arbeit ist die retrospektive Auswertung der operativ mit ventraler Dekompression und intersomatischer Fusion (ACDF) durch stand alone Cage versorgten Patienten und die Diskussion, ob eine postoperative Sinterung Einfluss auf das Outcome hat. Material und Methoden: Es wurden 33 Segmente operativ durch ACDF mit standalone-Cage bei 17 Patienten (11 Frauen und 6 Männer) Durchschnittsalter 56 Jahre (33 bis 82 Jahre) versorgt und nach durchschnittlich jeweils 8 und 26 Monaten klinisch, radiologisch und durch Scoreerhebung nachuntersucht. Ergebnisse: 70,6 % der Patienten (12/17) und 50,5% der Segmente (18/33) zeigten eine Sinterung. 36,3% der Sinterungen (12/33) bereits zur 1. NU nach 8 Monaten. Zur 2. NU nach 26 Monaten fand sich bei 100% eine Fusion ohne Pseudarthrose. Zusammenfassung: Die Sinterung des Cages hat keinen negativen Einfluss auf das Outcome. Wesentlich für das Outcome sind das Ausmaß und die Dauer der vorbestehenden Symptome. Es sollte besonders bei festgestellter Myelopathie frühzeitig eine operative Intervention erfolgen.:1. Einleitung 1 2. Zielsetzung 4 3. Grundlagen 5 3.1. Pathophysiologie 5 3.2. Symptome 8 3.2.1. Allgemeine Symptome 8 3.2.2. Radikulopathie 9 3.2.3. Myelopathie 10 3.3. Diagnostik 13 3.3.1. Anamnese und klinische Untersuchung 14 3.3.2. Bildgebende Diagnostik 15 3.3.3. Spezielle Zusatzdiagnostik 16 3.3.4 Differenzialdiagnosen 17 3.4. Therapie 18 3.4.1. Konservative Therapie 18 3.4.2. Operative Therapie 19 4. Material und Methoden 28 4.1. Patientenkollektiv 28 4.2. Vor - und Nachuntersuchung 30 4.2.1. Oswestry Neck Disability Index 31 4.2.2. Pain DETECT - Fragebogen 33 4.2.3. Die gesundheitsbezogene Lebensqualität – MOS SF – 36 33 4.2.4. Visuelle Analogskala (VAS) 34 4.3. Cagesystem und Implantatmaterial 35 4.4. Operationsverfahren 37 4.5. Radiologische Messungen 42 4.6. Statistische Auswertung 43 5. Ergebnisse 44 5.1. Ergebnisse des Gesamtkollektives 45 5.1.1. Auswertung Schmerzen 45 5.1.2. Auswertung Alltagsbeeinträchtigung 46 5.1.3. Auswertung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität 47 5.2. Ergebnisse nach Geschlecht 48 5.3. Ergebnisse nach Alter 52 5.4. Ergebnisse des Sinterungsverhaltens 56 5.4.1. Schmerzen abhängig vom Sinterungsverhalten 59 5.4.2. Alltagsbeeinträchtigung abhängig vom Sinterungsverhalten 61 5.4.3. Lebensqualität nach MOS- SF 36 abhängig vom Sinterungsverhalten 61 5.5. Komplikationen 62 6. Diskussion 64 7. Zusammenfassung 79 8. Literaturverzeichnis 83 9. Tabellenverzeichnis 107 10. Abbildungsverzeichnis 108 11. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 111 12. Lebenslauf und wissenschaftlicher Werdegang 112 13. Danksagung 114 14. Anlagen 115 Anlage 1 - Oswestry Neck Disability Index Fragebogen 115 Anlage 2 - Pain Detect Fragebogen 117 Anlage 3 - MOS SF 36 Fragebogen 119

Der Effekt des Cagedesigns, von Carrier-Systemen und Wachstumsfaktoren auf die intervertebrale Spondylodese am Tiermodell der Schafshalswirbelsäule wurde in einer anatomisch-biomechanischen, einer rein biomechanischen und sechs tierexperimentellen Teilstudien untersucht. Cages weisen eine designspezifische in vitro Primärstabilität auf. Jedoch besteht kein direkter Zusammenhang zwischen der in vitro Primärstabilität und der in vivo Sekundärstabilität der Implantate. Daher sind rein biomechanische in vitro Untersuchungen nicht dazu geeignet das Einheilungsverhalten eines Cages zu prognostizieren. Die Ergebnisse dieser Studien zeigen auch, dass die Auflagefläche für das Sinterungsverhalten eines Cages in vivo nur von untergeordneter Bedeutung ist. Hingegen sind das "stress-shielding" und die Volumen-bezogene-Steifigkeit eines Cages für das Einheilungsverhalten des Implantates in vivo entscheidend. In den vorliegenden Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass die biodegradierbare PDLLA-Beschichtung intervertebraler Implantate eine sichere, einfache und effektive Applikation von Wachstumsfaktoren im Intervertebralraum gewährleistet. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass der PDLLA-Carrier dem Kollagen-Carrier in seiner Effektivität signifikant überlegen ist. Nebenwirkungen der PDLLA-Beschichtung konnten in diesen Untersuchungen nicht ermittelt werden. Die Applikation einer geeigneten Dosis von IGF-I und TGF-(1 mittels PDLLA-beschichtetem Cage ist in der Lage, die intervertebrale Spondylodese signifikant zu stimulieren. Des weiteren konnte demonstriert werden, dass die verwendeten Wachstumsfaktoren IGF-I und TGF-(1 eine signifikante Verbesserung der intervertebralen Fusionsergebnisse im Vergleich zu autologem Knochenmaterial ermöglichen und gleichzeitig die Entnahme dieses Knochenmaterials überflüssig machen. Die Applikation von IGF-I und TGF-(1 mittels PDLLA-Carrier zeigte außerdem im Vergleich zum bisherigen Standard BMP-2 appliziert mittels Kollagen-Carrier signifikant bessere Fusionsergebnisse. Lokale oder systemische Nebenwirkungen konnten in den bisherigen Untersuchungen für die verwendeten Wachstumsfaktorendosen nicht ermittelt werden. Weiterführende Untersuchungen müssen belegen, ob die kombinierte lokale Applikation von IGF-I und TGF-(1 mittels PDLLA-beschichtetem Cage auch beim Menschen zu einer signifikanten Verbesserung der Ergebnisse der zervikalen Spondylodese führen können. / Anatomical, biomechanical and animal experimental studies were carried out to determine the effect of cage design, carrier systems and growth factors on interbody fusion in a sheep cervical spine model. Primary stability of cages was influenced by the implant design. However, there was no direct correlation between primary and secondary stability of cages. The dimension of the endplate-implant-contact area had no significant influence on subsidence of cages. Yet, stress-shielding and volume-related-stiffness significantly influenced bone matrix formation inside the cage. Biodegradable PDLLA-coating of cages allowed a safe, simple and effective intervertebral application of growth factors. The PDLLA-carrier was more effective than the collagen sponge carrier. No side effects were associated with the use of the PDLLA-carrier. An adequate dose of IGF-I and TGF-(1 applied by a PDLLA-coated interbody fusion cage stimulated interbody bone matrix formation. In comparison to autologous bone grafts the local application of IGF-I and TGF-(1 demonstrated significantly better fusion results and eliminated donor site morbidity. Further, in comparison to the golden standard BMP-2 applied by a collagen sponge carrier the combined application of IGF-I and TGF-(1 by a PDLLA-carrier significantly increased fusion results. No local or systemic side effects were associated with the use of the growth factors. Further studies have to determine, if the local combined application of IGF-I and TGF-(1 by a PDLLA-coated interbody cage increases fusion results in the human cervical spine.

Im Rahmen der szintigraphischen Untersuchung der Halswirbelsäule gibt es unterschiedliche Aussagen zum physiologischen Speicherungsverhalten, insbesondere der kaudalen Facettengelenke. Eine Objektivierung der Szintigramme und Ermittlung von Normalbereichen der entsprechenden Speicherquotienten ist daher wichtig und stellt das Ziel dieser Arbeit dar. Zur Untersuchung kamen dafür 31 Pferde, bei denen es sich um Patienten der Chirurgischen Tierklinik in Leipzig aus dem Jahr 2008 handelte. Falls bei einem Pferd eine Lahmheit der Vordergliedmaße vorhanden war, wurde mit Hilfe der klinischen und szintigraphischen Untersuchung, sowie mittels diagnostischer Anästhesien als deren Ursache die Halswirbelsäule ausgeschlossen. Alle Pferde wiesen eine freie Beweglichkeit des Halses in alle Richtungen auf. Zur Bildung von Speicherquotienten wurden die als Interessenareale dienenden Facettengelenke C3/C4 bis C7/Th1, sowie der Wirbelkörper des sechsten Halswirbels zu verschiedenen Referenzarealen ins Verhältnis gesetzt. Als Referenzareale wurden dabei der Wirbelkörper des dritten und des vierten Halswirbels, sowie das auch als Interessenareal dienende Facettengelenk C3/C4 getestet. Anschließend wurden Normalbereiche für die Speicherquotienten ermittelt. Nach sonographischer Muskeldickenmessung über den Facettengelenken wurden deren Speicherquotienten mit Hilfe einer Formel auf einen Nullwert korrigiert, und für diese korrigierten Werte wurden ebenfalls Normalbereiche ermittelt. Es zeigte sich, dass die Speicherquotienten nach der Muskeldickenkorrektur gegenüber den nativen Speicherquotienten eine größere Streuung aufwiesen und somit größere und ungenauere Normalbereiche hervorbrachten. Dementsprechend sollten die nativen Speicherquotienten bevorzugt werden. Als das am besten geeignete Referenzareal für die Interessenareale C4/C5 bis C7/Th1 erweist sich hierbei die Isokontur-ROI auf dem Facettengelenk C3/C4. Für das Interessenareal C3/C4 eignet sich sowohl der Vergleich mit dem Referenzareal C3, als auch der mit dem Referenzareal C4. Das Interessenareal auf dem Wirbelkörper C6 wird am besten zum Referenzareal C4 ins Verhältnis gesetzt. Hervorzuheben sind die nativen Werte der Normalbereiche für die Gelenke C5/C6 und C6/C7, da hier am häufigsten röntgenologische Veränderungen zu finden sind. Sie betragen für das Gelenk C5/C6 auf der linken Halsseite 0,82-1,10 und auf der rechten Halsseite 0,86-1,10. Für das Gelenk C6/C7 beträgt der Normalbereich für die linke Halsseite 0,75-1,23 und für die rechte Halsseite 0,81-1,17. Zusammenfassend ist zu sagen, dass die quantitative Auswertung mittels der „Regions of Interest“-Technik an der Halswirbelsäule durchaus möglich ist und mit dieser Arbeit akzeptable Normalbereiche für die Facettengelenke C3/C4 bis C7/Th1 und für den Wirbelkörper C6 ermittelt werden konnten. Es fehlen nun noch Werte von Pferden mit einer klinischen Halswirbelsäulenproblematik, um die Aussagekraft der hier ermittelten Normalbereiche zu überprüfen.