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Zielsetzung und Fragestellung: Die Nukleotomie zählt zu den häufigsten operativen Verfahren bei Bandscheibenpathologien. Während In-vitro-Studien konsistent eine segmentale Destabilisierung mit vergrößertem Bewegungsumfang zeigen, berichten In-vivo-Tierstudien eine postoperative Zunahme der Steifigkeit (Reitmaier et al. 2014). Ziel dieser Studie war es, die zeitabhängige kinematische Antwort nach Nukleotomie in einem kontrollierten Großtiermodell über 10 Wochen zu charakterisieren, die widersprüchlichen Befunde einzuordnen und ergänzend histologische Veränderungen der Bandscheiben und Facettengelenke zu erfassen.

Material und Methoden: Fünf ausgewachsene weibliche Merinomix-Schafe erhielten eine Nukleotomie an L3–L4 (Entfernung ca. 0,2 g Nukleusgewebe). Die segmentale Flexions-/Extensionskinematik wurde mittels zweier Hautsensorstreifen (Beschleunigungssensoren, Gyroskope) entlang der Lendenwirbelsäule erfasst. Messungen erfolgten zweimal präoperativ, an Tag 1 und 3 postoperativ sowie wöchentlich bis Woche 10. Analysiert wurden Indexsegment, kraniale und kaudale Nachbarsegmente sowie die Gesamtbewegung; ausgewertet wurde die Verteilung der Bewegungsamplituden über definierte Winkelbereiche. Bewegungsparameter wurden zwischen prä-op und Woche 10 mittels gepaartem zweiseitigem t-Test (α=0,05) verglichen. Histologisch wurden die kompletten Bandscheiben nach Boos et al. 2002 bewertet und mit Bandscheiben einer nicht-operierten Kontrollgruppe (n=6) der Nukleotomiegruppe verglichen (Mann–Whitney-U-Test, α=0,05). Die Auswertung erfolgte verblindet durch drei Untersucher.

Ergebnisse: Am Indexsegment zeigte sich eine Verschiebung zu kleineren Bewegungsamplituden. Bewegungen im Bereich 2–4° lagen bis Woche 10 über dem Ausgangswert (+44% Beugung, p=0.0143; +51% Streckung) nach initialem postoperativem Maximum. Großamplitudige Bewegungen (>8°) nahmen unmittelbar postoperativ deutlich ab und blieben bis Woche 10 reduziert (10–12°: Beugung -86,7%, p=0,0049; 8–10°: Streckung -89,1%, p=0,0457). Auch kaudal zeigte sich eine signifikante Reduktion großer Bewegungen (Extension -59,8%, p=0,0067; Flexion -76,7, p=0,007). Histologisch waren die Degenerationswerte im nukleotomierten Segment erhöht (Boos-Score: Nukleotomie 16±3 vs Kontrolle 8±2, p=0,0102) und ebenso im kaudalen Segment L4–5 (10±3 vs. 5±1, p=0,007), während kranial keine signifikanten Unterschiede nachweisbar waren.

Diskussion und Schlussfolgerung: Trotz erwarteter intrinsischer Destabilisierung zeigte sich in vivo eine Abnahme großamplitudiger Bewegungen bei Zunahme kleinamplitudiger Anteile. Dies spricht für eine kompensatorische Erhöhung der segmentalen Grundsteifigkeit, möglicherweise neuromuskulär vermittelt (z.B. Co-Kontraktion), und kann die Diskrepanz zwischen In-vitro- und In-vivo-Befunden erklären. Die kinematische Verschiebung und die kaudale Reduktion großer Bewegungen deuten auf eine veränderte Lastübertragung hin, die als mechanobiologischer Trigger für die im Boos-Score nachweisbaren Frühveränderungen interpretiert werden kann. Diese Studie ist Teil einer DFG geförderten Forschungsgruppe.