Bei der Behandlung der idiopathischen Adoleszentenskoliose werden für die Spondylodese verschiedene Knochenmaterialien verwendet. Das autologe Knochenmaterial wird als der „Goldstandard“ bezeichnet. Da größere Mengen von Knochenmaterial für die Spondylodese nötig sind, erfolgt die Entnahme des autologen Knochens oft auch vom Beckenkamm. Dies kann zu erheblichen Komplikationen führen. Bei der Verwendung von allogenem Material besteht immer die Gefahr der viralen und bakteriellen Kontamination. Aufgrund dieser Probleme besteht ein Interesse an kompatiblen und osteokonduktiven Knochenersatzmaterialien. In dieser Studie soll untersucht werden, ob mit dem Knochenersatzmaterial beta-Tricalciumphosphat in Granulatform eine spinale Fusion erreicht werden kann. Dazu wurden 28 Patienten mit idiopathischer Adoleszentenskoliose nach der Methode von Cotrel-Dubousset operiert. Für die dorsale Spondylodese wurde bei 19 Patienten eine Mischung aus autologem/allogenem Knochen verwendet. 9 Patienten erhielten eine Mischung aus autologem Knochen und 25 g beta-Tricalciumphosphat in Granulatform. Als Verlaufskontrolle wurden zu verschiedenen Zeitpunkten klinische Untersuchungen durchgeführt und Röntgenbilder angefertigt. Zur Beurteilung der Knochendichte wurde bei allen Patienten nach ca. 11 Monaten eine Computertomographie durchgeführt. Eine Fusion der Segmente war bei beiden Gruppen anhand der Röntgenbilder nach ca. 6 Monaten vorhanden. Keine Pseudarthrosen wurden beobachtet. Die Knochendichte war durchschnittlich 430 mg/cm³ in der TCP Gruppe und 337 mg/cm³ in der Knochengruppe. Nach ca. 8 Monaten war das TCP auf den Röntgenbilder nicht mehr nachweisbar. Nach den Ergebnissen zu urteilen, ist beta-Tricalciumphosphat eine gute Alternative bei der operativen Behandlung der idiopathischen Adoleszentenskoliose, mit der ähnliche spinale Fusionsraten, wie mit autologem/allogenem Knochen erreicht werden können, besonders, wenn große Mengen an Knochen benötigt werden. / For correction of idiopathic adolescent scoliosis different bone materials are used to achieve spinal fusion. Autograft bone is known as the gold standard. Mostly large quantities of bone materials are needed for spinal fusion. Autograft bone is often taken from the iliac crest which can lead to severe problems. Using allografts there is always a risk of viral or bacterial contamination. Due to these problems the interest in compatible and osteconductive bone materials is rising. The aim of this study is to evaluate the ability of beta-tricalciumphosphat in granular form to achieve dorsal spondylodesis in adolescent idiopathic scoliosis. 28 patients underwent surgical correction by the method of Cotrel-Dubousset. Posterolateral grafting was performed using autograft/allograft bone for 29 patients and a mixture of autograft bone and 25 g of beta-tricalciumphosphate for 9 patients. As a follow-up clinical examination and X-rays were done at several dates. To measure the bone density CT-scans were taken about 11 month after surgery. According to the radiographs a solid fusion was shown after approximately 6 month in both groups. No pseudarthrosis was observed. Bone mineral density was about 430 mg/cm³ in the TCP group and 337 mg/cm³ in the bone group. After approximately 8 month the TCP was unverifiable in the X-rays. Based on the results of this study beta-tricalciumphosphate can be seen as an alternative in the surgical correction of idiopathic adolescent scoliosis. Similar spinal fusion rates compared with the use of autograft/allograft bone can be achieved, especially when huge quantities of bone are needed.

Axial rotation is regarded as an essential movement of the trunk that allows many individuals to participate in vocations, sports and activities of daily living. Unfortunately when the destabilising nature of rotation is combined with that of spinal flexion, the risk of injuring the spine can increase significantly. Few studies have investigated the potential benefits that maximizing trunk rotation has in certain vocation and sport-related arenas and none have looked at whether adopting certain spinal postures in the sagittal plane can maximise trunk rotation more than others. The aim of the study was to determine the effects of alterations of trunk inclination, spinal posture, pelvic fixation and turning direction on the active range of motion (ROM) of trunk rotation. Twenty healthy individuals participated in the main study. Retro-reflective markers were placed on key anatomical locations and used to track the movement of the thorax and pelvis during a series of repeated maximal trunk rotations in ten different spinal positions within the sagittal plane. Trunk kinematics and kinetics were recorded simultaneously using an optoelectronic motion analysis and force platform measuring system. A repeated-measures multiple analysis of variance (MANOVA) was used to test for the main effects of trunk inclination, spinal posture, fixation of pelvis and direction of turn on maximum active ROM of trunk rotation, maximum pelvic rotation and the anterior-posterior and lateral displacement of the centre of pressure (COP). To investigate test-retest reliability, ten participants were tested on two separate days. Repeatability for each outcome measure was investigated using interclass correlation coefficients (ICC) and Bland Altman graphs. The majority of subjects showed reasonable test-retest reliability for trunk rotation measures in each of the test positions, with ICC’s ranging between 0.562 – 0.731. Overall, trunk inclination (0°, 22.5°, 45°) forward in the sagittal plane had a significant effect on trunk and pelvic rotation (p<0.001) and lateral displacement of the COP (p<0.005) during trunk rotation. As trunk inclination increased from 0° to 45° there was an average increase in trunk rotation ROM of approximately 10 % (approximately 3.4°). Furthermore, increasing trunk inclination led to an increase in lateral displacement of the COP and a decrease in pelvic rotation. Spinal posture (neutral, flexed, extended) at a forward inclination of 45° had a significant effect on trunk rotation (p<0.01) and pelvic rotation (p<0.05), with a neutral spine averaging approximately 3 % (approximately 1.1°) more trunk rotation than a flexed or extended posture. The position and posture of the spine in the sagittal plane appears to have a significant influence on ranges of trunk rotation. The study suggests that rotating the trunk when adopting a neutral spine inclined to 45° will maximise range of trunk rotation and encourage a natural stabilisation of the lower body. This posture meets the unique set of biomechanical requirements for the sport of golf and may help to reduce the risk of injury in manual material handling tasks. Conversely, rotating the trunk whilst the thoracolumbar spine is flexed leads to a reduction in trunk rotation ROM, encourages greater pelvic and lower body rotation, reduces torque production of the trunk and may increase the risk of lower back injury. These findings have important implications in relation to the teaching of spinal position during vocations, sports and activities of daily living that seek to maximise trunk rotation.

Bibliography: leaves 156-173 / x, 173 leaves, [6] leaves of plates : / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Thesis (D.M.)--University of Adelaide, 1986

<p>”Nästa generations ryggskydd” är ett examensarbete vid Innovations- och designingenjörsprogrammet på Karlstads Universitet. Uppdragsgivaren är Stefan Ytterborn på POC Sweden i Stockholm.</p><p>POC är ett företag som satsar på att utveckla ny och effektiv skyddsutrustning till alpinskidåkare för att förhindra allvarliga skador. Då utrustningen och åkstilen ständigt blir mer extrem måste även skyddsutrustningen utvecklas för att ge så bra och smidigt skydd som möjligt.</p><p>Uppdraget har gått ut på att ta fram en produkt eller metod som skyddar ryggen vid alpin skidåkning. Denna problemformulering har varit väldigt öppen och gett en hel del spelrum vid idégenerering och produktframtagning.</p><p>Examensarbetet resulterade i en produkt som skyddar ryggen mot den nuförtiden mer frekventa skadeformen, kompressionsskador. Att det inte finns några befintliga skydd mot dessa skador på marknaden har gjort att researcharbetet har blivit en stor del i projektet.</p> / <p>”The next generation of spine protection” is a degree project in the Innovation and design engineering program at the University of Karlstad. The employer is Stefan Ytterborn at POC Sweden in Stockholm.</p><p>POC is a company that works towards developing new and efficient protection for alpine skiers to prevent serious injuries. Both the equipment and the way people ski are getting more and more extreme and therefore new protection must be developed to offer as good and flexible protection as possible.</p><p>The assignment has been to develop a product or method to protect the spine at alpine skiing. Due to the openness of the problem there has been a lot of scope during the idea generating and product developing phase.</p><p>This degree project has resulted in a product that protects the spine against the increasingly frequent damage, the compression injury. Due to the lack of existing protection against these types of damages on the market the research phase has been a big part of the project.</p>

Introduction: This study sought to investigate the effects of soft tissue on measurements of a spinal vibration response using skin-mounted accelerometers and a non-invasive contact tip. Methods: Vibration was applied to the spine of porcine and human cadavers. Measurements of the spinal vibration response were taken from needle, skin, and bone-mounted accelerometers. Several skin-mounted accelerometer placements dorsal to a spinous process were tested, and 6 different non-invasive contact tip shapes were used to explore sources of variance in the signals. Results: Vibration measured from skin-mounted accelerometers had altered signal patterns compared to bone-mounted accelerometers. The measured FRF was found to be sensitive to accelerometer positioning. No significant difference in skin-bone correlation was attributed to contact tip shape or vertebral level. Conclusion: The use of a non-invasive contact tip excites vibration in the soft tissues which overlay the spine, in addition to the vertebral column. This vibration interferes with skin sensor measurements of vertebral vibration response, with the effect diminishing as distance from the contact tip increases. Small changes in contact tip shape do not affect the correlation between skin and bone signals.

”Nästa generations ryggskydd” är ett examensarbete vid Innovations- och designingenjörsprogrammet på Karlstads Universitet. Uppdragsgivaren är Stefan Ytterborn på POC Sweden i Stockholm. POC är ett företag som satsar på att utveckla ny och effektiv skyddsutrustning till alpinskidåkare för att förhindra allvarliga skador. Då utrustningen och åkstilen ständigt blir mer extrem måste även skyddsutrustningen utvecklas för att ge så bra och smidigt skydd som möjligt. Uppdraget har gått ut på att ta fram en produkt eller metod som skyddar ryggen vid alpin skidåkning. Denna problemformulering har varit väldigt öppen och gett en hel del spelrum vid idégenerering och produktframtagning. Examensarbetet resulterade i en produkt som skyddar ryggen mot den nuförtiden mer frekventa skadeformen, kompressionsskador. Att det inte finns några befintliga skydd mot dessa skador på marknaden har gjort att researcharbetet har blivit en stor del i projektet. / ”The next generation of spine protection” is a degree project in the Innovation and design engineering program at the University of Karlstad. The employer is Stefan Ytterborn at POC Sweden in Stockholm. POC is a company that works towards developing new and efficient protection for alpine skiers to prevent serious injuries. Both the equipment and the way people ski are getting more and more extreme and therefore new protection must be developed to offer as good and flexible protection as possible. The assignment has been to develop a product or method to protect the spine at alpine skiing. Due to the openness of the problem there has been a lot of scope during the idea generating and product developing phase. This degree project has resulted in a product that protects the spine against the increasingly frequent damage, the compression injury. Due to the lack of existing protection against these types of damages on the market the research phase has been a big part of the project.

<p>Synaptic plasticity is the leading candidate for the cellular/molecular basis of learning and memory. One of the key molecules involved in synaptic plasticity is Calcium/calmodulin-dependent Kinase II (CaMKII). Synaptic plasticity can be expressed at a single dendritic spine independent of its neighboring dendritic spines. Here, we investigated how long the activity of CaMKII lasts during synaptic plasticity of single dendritic spines. We found that CaMKII activity lasted ~2 minutes during synaptic plasticity and was restricted to the dendritic spines undergoing synaptic plasticity while nearby dendritic spines did not show any change in the level of CaMKII activity. Our experimental data argue against the persistent activation of CaMKII in dendritic spines undergoing synaptic plasticity and suggest that the activity of CaMKII is a spine-specific biochemical signal necessary for synapse-specificity of synaptic plasticity. We provide a biophysical explanation of how spine-specific CaMKII activation can be achieved during synaptic plasticity. We also found that CaMKII is activated by highly localized calcium influx in the proximity of Voltage-dependent Calcium Channels (VDCCs) and a different set of VDCCs and their respective Ca2+ nanodomains are responsible for the differential activation of CaMKII between dendritic spines and dendritic shafts.</p> / Dissertation

Durch die Entwicklung moderner Technologien konnte die Unfallchirurgie in der vergangenen Dekade enorme Fortschritte in der operativen Behandlung von Frakturen im Bereich der zervikalen, thorakalen und lumbalen Wirbelsäule verzeichnen. In allen operativen Behandlungsverfahren ist der Einsatz der computergestützten Navigationstechnik möglich. Anhand der vorliegenden Arbeit wird die Wertigkeit der CT-gestützten Navigation bei der operativen Behandlung thorakolumbaler Wirbelkörperfrakturen hinsichtlich der klinischen Bedeutsamkeit in der alltäglichen Anwendung untersucht. Als wesentliche Aspekte wurden dabei Genauigkeit, Reproduzierbarkeit, mögliche Risiken und Fehlerquellen sowie Anforderungen an das behandelnde Personal integriert. Im Rahmen einer retrospektiv-deskriptiven Studie wurden im Zeitraum März 2002 und Juli 2004 insgesamt 97 (64 männliche, 33 weibliche) Patienten an der Klinik für Unfall-, Wiederherstellungs- und Plastische Chirurgie des Universitätsklinikums Leipzig operativ mit CT-gestützter Navigationstechnik mit Frakturen der thorakolumbalen Wirbelsäule versorgt und hinsichtlich des perioperativen und poststationären Verlaufes einschließlich potentieller Komplikationen nachuntersucht. Sowohl traumatisch (n= 83) als auch nichttraumatisch bedingte (n= 14) Frakturen der Wirbelsäule sind mit Einsatz der genannten Techniken versorgt worden. Während der größere Teil der Patienten im Alter bis 65 Jahren männlich ist, überwiegen im Alter ab 65 Jahren weibliche Patienten. Am häufigsten ist der Bereich 12. BWK und 1. LWK (70,3%) betroffen. Als Frakturursachen dominieren Stürze aus der Höhe. Unter den pathologischen Frakturen kommen vor allem Wirbelkörpermetastasen vor. Die Klassifizierung der Frakturen erfolgte anhand der Einteilung nach Magerl et al. OP-Indikationen liegen für Frakturen A2.3 - A3.3 sowie für alle B – und C-Frakturen vor. Ausnahmen stellten stark kyphosierte A1.2-Frakturen (>15-20° Kyphosewinkel, hier wurde die operative Stabilisierung vorgenommen) und wenig kyphosierte A3.1-Frakturen dar (hier wurde das konservative Vorgehen bevorzugt). Die operativen Möglichkeiten zur Stabilisierung reichen von isoliert dorsaler Versorgung mittels Fixateur interne (n=14) über isoliert ventrale (n=26) bis hin zu kombiniert dorsoventralen (n=57) Verfahren. Die am häufigsten durchgeführten dorsoventralen Operationen wurden überwiegend zweizeitig (70,2% der dorsoventralen OP´s ) durchgeführt. Postoperativ wurden die Patienten ab dem 1. postoperativen Tag mobilisiert. Anhand von Scoresystemen (Visuelle Analogskala, Hannover Wirbelsäulenscore, Frankel-Score (ASIA), Kraftgradeinteilung nach Janda, SF-36-Fragebogen) konnte der postoperative Verlauf im Rahmen der Nachuntersuchung nachvollzogen und dokumentiert werden. Röntgenbilder und CT-Aufnahmen ermöglichten ebenfalls eine Verlaufsbeobachtung. Die Integration der Navigation in etablierte OP- Verfahren stellte einen erhöhten Aufwand im Rahmen der OP- Vorbereitung als auch bei Durchführung der Operation selbst dar. Besonders in anatomisch kritischen Regionen und speziellen anatomischen Gegebenheiten zeigte sich der Nutzen dieser neuen Methode durch die zusätzliche vom Chirurgen nutzbare axiale Bildebene. Verschiedene Einflussfaktoren können dazu führen, dass eine Weiterverwendung des Navigationssystems für den Fortlauf der Operation nicht möglich und ein Umstieg auf konventionelle Verfahren notwendig ist. In der vorliegenden Arbeit lagen Ungenauigkeiten durch technische Probleme vor allem beim Matching (n=4) vor, seltener eine auffällige Fehllage bei der Pedikelschraubenimplantation (n=2), sowie intrapleurale Verwachsungen im Rahmen ventraler navigationsgestützter Eingriffe bei 2 Patienten. Navigationsbedingte Komplikationen traten bei der ventralen Versorgung nicht auf. Besonderes Augenmerk lag auf der Präzision bei der Implantation von Pedikelschrauben. Vor allem im mittleren und oberen BWS-Bereich zeigte sich die dorsale Navigation aufgrund der besonderen anatomischen Situation mit engen Pedikeln hilfreich. Aber auch im unteren BWS- und im gesamten LWS-Bereich kann die Navigation die hohen Ansprüche an die Präzision und Sicherheit für den Operateur und den Patienten steigern. Von 124 Pedikelschrauben bei traumatisch bedingten Frakturen wurden 98 optimal zentral eingebracht. 19 Schrauben davon ließen B-Perforation und 7 Schrauben eine C-Perforation erkennen. Unter den 24 eingebrachten Pedikelschrauben bei pathologischen Frakturen waren 19 in zentraler Lage. Somit können zwar Perforationen nicht gänzlich vermieden werden, jedoch wird die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Pedikelperforationen durch den Einsatz der modernen Technik insbesondere an der oberen BWS gesenkt. Zu beachten ist allerdings die nicht zu vernachlässigende verlängerte Vorbereitungszeit für die Operation (Erstellung des Datensatzes), die verlängerte OP-Dauer (Matching, initialisieren der Technik) und der erhöhte Material- und Personalaufwand. Die Durchleuchtungszeit bei der Insertion von Pedikelschrauben war an der oberen BWS (BWK 1-8) signifikant länger als an der unteren BWS und LWS. Im Vergleich zwischen navigierten und nicht navigiert implantierten Pedikelschrauben zeigte sich im beobachteten Zeitraum kein signifikanter Unterschied. Nahezu allen Patienten wurden ambulante oder stationäre Rehabilitationsmaßnahmen bewilligt. Bei polytraumatisierten Patienten war die Rehabilitationsdauer im Vergleich zu Monoverletzungen verlängert. Mit guten Behandlungsergebnissen steigt die Wahrscheinlichkeit für eine zeitnahe Wiedereingliederung ins Arbeitsleben. Die kürzeste Krankheitsdauer wurde unter den isoliert ventral versorgten Patienten festgestellt. Insgesamt waren 2 Jahre postoperativ 69% aller präoperativ arbeitstätigen Patienten wieder in den alten Beruf zurückgekehrt. Von den übrigen 31% wurden 14,3 % in andere Berufe umgeschult, 4,8 % wurden berufsunfähig, 2,4 % waren noch krankgeschrieben und 9,5 % waren arbeitslos. Lag ein Arbeitsunfall vor, war die Krankheitsdauer tendenziell verlängert. Betrachtet man das Schmerzempfinden, gaben überwiegend die isoliert dorsal versorgten Patienten auch postoperativ einen hohen Schmerzmittelbedarf an. Die Zugangsstelle an sich war davon eher nicht betroffen. Durch die Anwendung der Minithorakotomie beim ventralen Zugang wurden Postthorakotomiesyndrome nicht beobachtet. Durch den SF-36-Bogen wurde auch die Patientenzufriedenheit abgebildet. Am zufriedensten schnitt dabei die Gruppe der isoliert ventral versorgten Patienten ab. Mit der Entwicklung von OP-Techniken mit möglichst kleinem minimal invasivem Zugang wurde die Zufriedenheit gesteigert und das Schmerzempfinden der Patienten gesenkt. Weitere Möglichkeiten zur Steigerung der Patientenzufriedenheit bestehen durch begleitende psychosoziale Therapien. Zusammenfassend stellt die Anwendung der Navigationstechnik eine interessante neue Facette im Bereich der Wirbelsäulenchirurgie dar. Zu beachten ist jedoch, dass bei der CT- basierten Technik die Abbildungen auf dem Monitor nur einer virtuellen Welt entsprechen aber dem Operateur eine sinnvolle und zuverlässige Unterstützung bieten können. Den entscheidenden Einfluss auf den Verlauf der Operation hat auch weiterhin allein der Operateur. Daher gehört die moderne Technik in die Hände erfahrener Operateure und sollte nicht von Anfängern allein bedient werden. Anhand evidenzbasierter Untersuchung ist auch weiterhin eine Überprüfung auf Effektivität und Nutzen neu etablierter Behandlungsverfahren erforderlich um die hohe Behandlungsqualität aufrecht zu erhalten. Interessante Neuerungen stellen die nächste Generation der 3D-Bildwandler mit Flat- Panel-Technologie als auch das intraoperative CT mit Navigationsanbindung dar.

Current treatment for spinal metastasis involves a multimodal approach, including bisphosphonates and radiation therapy. Yet, tumour response varies considerably, thus novel treatments or combination therapies are needed to treat these metastases while preserving stability and integrity of the spinal column. Photodynamic therapy (PDT) has been shown to be successful in destroying vertebral osteolytic tumours and enhancing vertebral structure, particularly in combination with bisphosphonates. This thesis aims to evaluate the longer-term effects of PDT alone and in combination with bisphosphonate or radiation therapy on healthy vertebrae, and the short-term effects of PDT combined with radiation therapy on healthy and metastatically-involved vertebrae. The benefits of PDT on vertebral structure, both at short-term and longer-term time-points, were greatest in combination with previous bisphosphonate therapy. Similar effects, to a lesser magnitude, were seen with PDT in combination with radiation therapy. This work supports future translation of PDT for the treatment of spinal metastases.

Current treatment for spinal metastasis involves a multimodal approach, including bisphosphonates and radiation therapy. Yet, tumour response varies considerably, thus novel treatments or combination therapies are needed to treat these metastases while preserving stability and integrity of the spinal column. Photodynamic therapy (PDT) has been shown to be successful in destroying vertebral osteolytic tumours and enhancing vertebral structure, particularly in combination with bisphosphonates. This thesis aims to evaluate the longer-term effects of PDT alone and in combination with bisphosphonate or radiation therapy on healthy vertebrae, and the short-term effects of PDT combined with radiation therapy on healthy and metastatically-involved vertebrae. The benefits of PDT on vertebral structure, both at short-term and longer-term time-points, were greatest in combination with previous bisphosphonate therapy. Similar effects, to a lesser magnitude, were seen with PDT in combination with radiation therapy. This work supports future translation of PDT for the treatment of spinal metastases.