Lokaler Einsatz von modifiziertem Parathormon1-34 in einer Fibrinmatrix zur Verbesserung der ventralen Spondylodese der Schafshalswirbelsäule

AuszugAkute und chronische Wirbelsäulenerkrankungen gehören zu den häufigsten Erkrankungen in den westlichen Industrienationen. Neben der körperlichen Belastung des Patienten stellen sie durch die anfallenden Behandlungskosten und Krankheitstage eine erhebliche Belastung für das Gesundheitssystem und die Volkswirtschaft dar. Die operative Versteifung eines Wirbelsäulensegmentes (Spondylodese) nach degenerativ, entzündlich oder traumatisch bedingten Bandscheibenerkrankungen sowie Instabilitäten der Halswirbelsäule anderer Genese ist eine der häufigsten Operationen an der Halswirbelsäule. Jahrzehnte lang stellte hierfür der autologe trikortikale Beckenkammspan das Implantat der Wahl dar (Sawin, 1998; Smith, 1958), birgt aber neben der hohen Entnahmemorbidität (Ahlmann, 2002; Arrington, 1996; Banwart, 1995; Silber, 2003; Younger, 1989) zahlreiche Nachteile wie Pseudarthrosenbildung, Sinterung und Wandern des Spans mit einer daraus resultierenden segmentalen Instabilität und kyphotischer Fehlstellung der Wirbelsäule, die zu rezidivierenden neurologischen Symptomen führen kann (Aronson, 1968; Gore, 1984; Jagannathan, 2008; Schnee, 1997; White, 1973). Nachdem durch die Entwicklung und Anwendung des intervertebralen Cages ein Implantat gefunden wurde, das dem Wirbelsäulensegment initial eine hohe biomechanische Stabilität verleiht (Profeta, 2000, Vavruch, 2002), beschäftigt sich die Forschung auf diesem Gebiet vor allem mit der Verbesserung des Heilungsergebnisses im Sinne einer schnelleren und vollständigen knöchernen Fusion der angrenzenden Wirbelkörperknochen durch osteoinduktive und osteokonduktive Materialien. Da autologer Knochen als Füllmaterial einen zusätzlichen operativen Eingriff erfordert, wird weiterhin nach einem Biomaterial gesucht, das neben der Gewebeverträglichkeit osteoinduktive und osteokonduktive Eigenschaften besitzt, in unbegrenzter Menge und gleichbleibender Qualität zur Verfügung steht und keinen zusätzlichen operativen Eingriff notwendig macht. In dieser Studie wurde daher modifiziertes Parathormon1-34 (TGplPTH1-34) zur Verbesserung des Heilungsergebnisses der Spondylodese der Schafshalswirbelsäule getestet. Das eingesetzte modifizierte Parathormon ist mit eine Kette aus 12 Aminosäuren am N-terminalen Ende des Peptidhormones durch eine spezielle Vernetzungstechnik kovalent in eine Fibrinmatrix gebunden (Schense, 2000; Schense, 1999). TGplPTH1-34 konnte in mehreren tierexperimentellen Studien zur Knochenheilung und – regeneration seine osteoinduktiven Eigenschaften unter Beweis stellen. Es wird speziell nur auf „Nachfrage“ durch körpereigenes Plasmin freigesetzt (Arrighi, 2009; Fuerst, 2007; Mark, 2007). Das Schaf ist als Modelltier für die menschliche Halswirbelsäule international anerkannt, da es neben dem Vorteil eines entsprechenden Größenverhältnisses in mehreren vergleichenden Studien insbesondere im Halswirbelsäulensegmente C3 / C4 starke Ähnlichkeiten in Anatomie und Biomechanik zur humanen Halswirbelsäule aufweist (Kandziora, 2001; Wilke, 1997; Wilke, 1997a). Gegenstand dieser Arbeit war die Untersuchung der Auswirkung von lokal appliziertem modifiziertem Parathormon1-34 (GTplPTH1-34), eingebunden in eine Fibrinmatrix, auf das Heilungsergebnis der ventralen, intervertebralen Spondylodese der Schafshalswirbelsäule mittels Titancage. Zur Analyse wurden 12 Wochen nach der Spondylodeseoperation histologische, immunhistologische und histomorphometrische Auswertungsmethoden herangezogen und mit den Ergebnissen des sogenannten „Goldstandards“, der autologen Spongiosa aus dem Beckenkamm, verglichen.