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Zielsetzung und Fragestellung: Wirbelkörperfrakturen mit Verlust der Integrität der ventralen Säule haben zur Folge, dass neben einer dorsalen Instrumentierung eine ventrale Abstützung mittels Wirbelkörperersatz (VBR) notwendig sein kann. Neben biomechanischer Stabilität spielt die radiologische Beurteilbarkeit eine zentrale Rolle. Insbesondere die paravertebralen neurovaskulären Strukturen sind essenziell. VBRs aus carbonfaserverstärktem Polyetheretherketon (CF/PEEK) liefern dafür eine mögliche Lösung. Ziel der Studie ist ein biomechanischer in-vitro Vergleich der validierten Titanimplantate mit den neueren CF/PEEK VBRs.

Material und Methoden: Es wurden zwei Gruppen aus jeweils sechs humanen Wirbelsäulenpräparaten mit jeweils drei Wirbelkörpern (WK) gebildet. Gruppe A_TI erhielt eine dorsale Instrumentierung des kranialen und kaudalen WK mit Titan-Implantaten, Gruppe B_CF mit CF/PEEK. Jedes Präparat unterlief einer Vortestung von 10.000 Zyklen mit ± 3,75 Nm Flexions-/Extensionsbelastung. Im Anschluss erfolgte Implantation eines VBR aus Titan bzw. CF/PEEK. Weiterhin erfolgte die Testung anhand eines Lastprotokolls mit wechselndem Drehmoment (Tabelle 1 [Tab. 1]). Es erfolgte die Aufzeichnung der Range of Motion (ROM) anhand einer Dyna-Mess Testmaschine. Eine CT-grafische Kontrolle erfolgte vor und nach Implantation und nach Testung. Endpunkt war die ROM-Änderung, sekundäre Endpunkte umfassten Materialversagen und radiologische Beurteilbarkeit. Es erfolgte eine deskriptive Auswertung, auf interferenzstatistische Tests wurde bei geringer Stichprobe verzichtet. Zyklus Lastprotokoll [Nm]0 – 2000±2 ,02001 – 4000±2,54001–6000±3,06001–8000±2,58001–10.000±2,0.

Ergebnisse: Alle Präparate vollendeten das Testprotokoll. Es zeigten sich keine Materialkomplikationen, wie Schrauben- oder VBR-Lockerung. Am Belastungsmaximum von ±3,0 Nm in zeigte sich in A_TI eine mittlere ROM von 16,18±2,21 mm und in B_CF 15,62±1,05 Nm. Im Vergleich der Zyklen vor und nach Belastungsmaximum zeigte sich in A_TI ein Anstieg von 4,28% (2 Nm; 12,30 auf 12,88 mm) bzw. 2,52% (2,5 Nm; 14,24 auf 14,63 mm). Im Vergleich zeigte B_CF einen Anstieg von 6,04% (2 Nm; 11,60 auf 12,29 mm) bzw. 4,28% (2,5 Nm; 13,51 auf 14,08 mm).

Diskussion und Schlussfolgerung: Beide VBR-Implantate zeigten eine gute biomechanische Stabilität. Anhand der ROM-Graphen lässt sich das wechselnde Lastprofil nachvollziehen (Abbildung 1 [Abb. 1]). In beiden Gruppen zeigte sich ein Anstieg der ROM pre und post Belastungsmaximum. Somit ist eine Zunahme der Bewegungsamplitude anzunehmen. Es gab keine Hinweise auf eine reduzierte Stabilität als Folge. Ebenfalls zeigte Gruppe B_CF, bei gleicher biomechanischer Stabilität, eine deutlich bessere radiologische Beurteilung der paravertebralen Strukturen.THM: CF/PEEK-VBRs zeigen eine biomechanische Gleichwertigkeit bei gleichzeitig klaren klinischen Vorteilen, was insbesondere für die postoperative Evaluation neurovaskulärer Strukturen relevant ist. Limitationen: kleine Stichprobe, in-vitro-Modell, keine Langzeitermüdung über 10.000 Zyklen hinaus; klinische Übertragbarkeit muss prospektiv geprüft werden.