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Fragestellung: Ein detailliertes Verständnis der dreidimensionalen Instabilität nach traumatischen Wirbelsäulenverletzungen könnte zur Optimierung der stabilisierenden Implantate und der Art der operativen Behandlung beitragen. Zahlreiche experimentelle Studien haben sich bisher primär auf die HWS und LWS fokussiert, jedoch selten eine mechanische Verletzungserzeugung genutzt und eine detaillierte Instabilitätsanalyse durchgeführt [1]. Das Ziel dieser Studie war daher, die biomechanisch relevantesten Instabilitätsparameter nach Kompressions- und Flexion-Kompressions-Trauma der unteren BWS zu bestimmen.

Methodik: 12 frische humane thorakale Wirbelsäulenpräparate (T9-T11; 4 w/8 m; 40–60 J.) inkl. Rippen-Wirbel-Gelenken wurden nach 400 N statischer axialer Vorlast dynamisch mit reiner Kompression (n=6) oder Flexion-Kompression (= Kompression + 10 Nm Flexionsvorlast; n=6) mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/s auf 20% der T10-Wirbelkörperhöhe in einer Materialprüfmaschine belastet. Eine traumatische Verletzung wurde als Lastabfall von mind. 10% definiert und mittels Röntgenaufnahme bestätigt. Die Instabilität wurde in einem Wirbelsäulenbelastungssimulator vor und nach Trauma bei reinen Momenten von 5 Nm in Flexion/Extension, Seitneigung und axialer Rotation gemessen, um Bewegungsumfänge, Neutrale Zonen, gekoppelte Rotationen sowie gekoppelte Translationen zu bestimmen. Zusätzlich wurden Translationen unter 100 N Scherlast und der Höhenverlust unter 400 N axialer Kompression ermittelt. Die statistische Auswertung erfolgte mittels Friedman-Test in SPSS.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Verletzungen traten in beiden Gruppen bei einem Median von 5 kN auf (2,4–9,2 kN), was in allen Präparaten in AOSpine-Typ-A1-Verletzungen [2] resultierte. Reine Kompression verursachte vor allem isolierte mediale Endplattenfrakturen (n=5), während Flexion-Kompression primär zu kombinierten anterioren Endplattenfrakturen und superioren Kompressionsfrakturen (n=3) führte. Signifikante Instabilitätszunahmen nach Trauma (p<0,05) wurden für alle Parameter außer posteriorer Schertranslation (nach reiner Kompression) und gekoppelten Rotationen (in beiden Gruppen) festgestellt. Die höchsten Instabilitätszunahmen wurden für den Höhenverlust (Kompression +136%, Flexion-Kompression +200%) und die Neutrale Zone in Flexion/Extension (+177%, +188%) und Seitneigung (+174%, +126%) ermittelt. Bewegungsumfänge und gekoppelte Translationen zeigten generell höhere Instabilitätszunahmen im Vergleich zu Schertranslationen.

Höhenverlust und Neutrale Zone stellen die sensitivsten und damit relevantesten biomechanischen Instabilitätsparameter nach Kompressions- und Flexion-Kompressions-Trauma der unteren BWS dar. Im Hinblick auf klinische Instabilität sollten die Einflüsse schwererer Verletzungen, wie Berstungsfrakturen, sowie andere Traumarten, wie Flexion-Distraktions-Verletzungen, in zukünftigen Studien untersucht werden.