Bandscheibenprothese (Künstliche Bandscheibe)

Bandscheibenprothese (Künstliche Bandscheibe)

Ein Ersatz der Bandscheibe bei Verschleiß ermöglicht es, die Bewegungsfähigkeit der Wirbelsäule zu erhalten und Schmerzen zu beenden. Die Bandscheibenprothese ist eine mögliche Alternative zur Wirbelsäulenversteifung, welche ebenfalls die Schmerzen, aber gleichzeitig auch die Beweglichkeit vermindert. Der Einsatz einer künstlichen Bandscheibe ist heute nicht mehr selten, kann jedoch nur in bestimmten Fällen durchgeführt werden. In der Regel wird eine Bandscheibenprothese dann eingesetzt, wenn die natürliche Bandscheibe durch Wirbelsäulenerkrankungen stark beschädigt ist und es zu Schmerzen und Beeinträchtigungen im Alltag durch ein Absenken der Wirbelkörper zueinanderkommt.

Wann kommt eine Bandscheibenprothese zum Einsatz?

Eine künstliche Bandscheibe wird in der Regel erst dann eingesetzt, wenn bandscheibenbedingte Rückenschmerzen und Wirbelsäulenerkrankungen trotz konservativer Therapiemaßnahmen wie Physiotherapie und medikamentöser Schmerzbehandlung weiter anhalten und eventuell sogar schlimmer werden und mit Lähmungserscheinungen und Bewegungseinschränkungen einhergehen. Voraussetzung für die Implantation einer Bandscheibenprothese ist zudem, dass maximal drei nebeneinanderliegende Bandscheiben von degenerativen Veränderungen betroffen sind.

Durch die Implantation einer künstlichen Bandscheibe sollen zum einen die bandscheibenbedingten Rückenschmerzen beseitigt und zum anderen die natürliche Beweglichkeit der Wirbelsäule erhalten werden.

 

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Was für künstliche Bandscheiben gibt es?

Je nach Einsatzort der künstlichen Bandscheibe wird zwischen zwei Bandscheibenprothesen-Typen unterschieden. Zu diesen gehören die zervikale Bandscheibenprothese für die Halswirbelsäule und die lumbale Bandscheibenprothese für die Lendenwirbelsäule. Zudem stehen mit der teilgekoppelten (semi-constrained) und der ungekoppelten (non-constrained) künstlichen Bandscheibe je nach Ausmaß der degenerativen Veränderungen an der Bandscheibe zwei verschiedene Koppelungsgrade zur Auswahl.

Jeder dieser Bandscheibenprothesen-Typen kann individuell auf die Körpermaße des jeweiligen Patienten zugeschnitten werden. So stehen zum einen unterschiedlich große Metallplatten und unterschiedlich hohe Gleitkerne zur Verfügung. Zum anderen gibt es künstliche Bandscheiben mit unterschiedlichen Neigungswinkeln, die der Krümmung der zu versorgenden Wirbelsäulenregion angepasst werden können.

Lumbale und zervikale künstliche Bandscheibe

Grundsätzlich werden Bandscheibenprothesen-Typen nach ihrem Einsatzort in lumbale und zervikale Bandscheibenprothesen unterschieden. An einen Bandscheibenersatz im Halswirbelsäulenbereich sind dabei andere Anforderungen gestellt als an einen Bandscheibenersatz im Lendenwirbelbereich. Zervikale Bandscheibenprothesen für den Halsbereich sind kleiner und an die spezielle Form und Funktionalität der Halswirbel angepasst. Lumbale Bandscheibenprothesen sind größer und fester als die zervikalen, da auf ihnen im Lendenwirbelbereich eine größere Druckbelastung liegt.Rückenschmerzen - Rücken mit Röntgenbild

Teilgekoppelte und ungekoppelte Bandscheibenprothese

Zusätzlich kann man künstliche Bandscheiben in teilgekoppelte bzw. teilgeführte (semi-constrained) und ungekoppelte bzw. ungeführte (non-constrained) Bandscheibenprothesen unterteilen. Eine teilgekoppelte Bandscheibenprothese ist im hinteren Teil des Implantats fixiert, erlaubt hier also keine Rotation, während die ungekoppelte künstliche Bandscheibe eine Bewegung in allen Ebenen zulässt. Hierdurch kann eine Vor- und Rückneigung, aber auch eine Seitenneigung und eine Drehung ohne Probleme durchgeführt werden.

Welche Materialien werden für eine künstliche Bandscheibe verwendet?

Während eine natürliche Bandscheibe ein recht weicher und wabbeliger Puffer zwischen den Wirbelkörpern ist, ist eine künstliche Bandscheibe hauptsächlich aus zwei Metallplatten aufgebaut. Diese bestehen entweder aus Titan oder aus einem Kobalt-Chrom-Molybdän-Gemisch. Die Oberfläche dieser Platten ist in den meisten Fällen mit einer Titanlegierung beschichtet, kann aber auch mit Hydroxylapatit behaftet sein. Die durch diese Beschichtung erzeugte raue Oberflächenbeschaffenheit ermöglicht ein gutes Anwachsen der Prothese an den beiden angrenzenden Wirbelkörpern.

 

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Um eine rasche Stabilität nach dem Einsetzten der Bandscheibenprothese zu gewährleisten, hat der künstliche Bandscheibenersatz auf den Endplatten oben und unten metallene Fortsätze, durch welche die Prothese an den angrenzenden Wirbeln befestigt wird. Hierdurch wird ein Verschieben der Prothese bis zum endgültigen Anwachsen am Wirbelkörper verhindert.

Damit eine Bandscheibenprothese aber auch die Beweglichkeit einer natürlichen Bandscheibe erzeugen kann, besitzt sie zwischen den Metallplatten je nach Hersteller einen Kern aus Polyethylen (UHMWPE) oder Metall. Über diesen künstlichen Bandscheibenkern, den man sich wie eine halbierte Kugel zwischen zwei Platten vorstellen kann, kann die Wirbelsäule vor, zurück und zur Seite bewegt und gedreht werden. Diese sogenannten Bandscheibenvollprothesen ersetzen die komplette Bandscheibe zwischen den Wirbeln.

Komponenten einer Bandscheibenprothese: Wie ist eine künstliche Bandscheibe aufgebaut?

Aufbau einer Bandscheibenprothese am Beispiel des relativ häufig verwendeten M6-Implantats:

Künstlicher Nukleus

  • tatsächliches „Gelenk“ der Bandscheibe
  • simuliert den Innenkern (Nukleus) der natürlichen Bandscheibe
  • besteht aus einem viskoelastischen Kunststoffpolymer zur Simulation der natürlichen Bandscheibe
  • lässt eine gewisse Kompression (ein Zusammendrücken) von allen Seiten zu
  • ist fest zwischen den zwei Endplatten der Prothese fixiert

Künstlicher Ring

  • Außenverschalung des künstlichen Nukleus mit oberer und unterer Deckplatte
  • simuliert den natürlichen Faserring der Bandscheibe
  • besteht aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMWPE), das eine robuste Kunstfasermatrix mit mehreren Faserschichten bildet (künstliche Nachbildung des natürlichen Bandscheibenfaserrings)
  • ermöglicht eine kontrollierte Bewegung in alle Richtungen

Hülle

  • besteht ebenfalls aus einem viskoelastischen Kunststoffpolymer
  • dient als Abgrenzung des mittleren Teils des künstlichen Rings, um eine Einwachsung von natürlichem Gewebe in den Nukleus und den Ring zu verhindern
  • flexible Anpassung an alle Bewegungsrichtungen

Fixierung

  • Endplatten aus Titan, die oben und unten auf dem künstlichen Ring befestigt werden
  • mehrere Fortsätze aus Metall, die direkt in den Wirbelkörper eingebracht werden
  • eine Titanium Plasma Legierung auf der Oberfläche unterstützt ein komplettes Anwachsen der Endplatten an den Wirbelkörper

 

 

Aufbau einer Bandscheibenprothese

 

Wie wird eine künstliche Bandscheibe verankert?

Die Verankerung einer Bandscheibenprothese, sprich die Fixierung der beiden oben und unten auf dem künstlichen Ring befestigten Metallplatten an den beiden angrenzenden Wirbelkörpern, erfolgt ausschließlich zementfrei. Künstliche Bandscheiben werden also als einwachsende Prothesen ohne die Verwendung von Knochenzement implantiert. Diese sogenannte zementfreie Verankerung gewährleistet einen lockerungssicheren Sitz der elastischen und flexiblen Bandscheibenprothese.

 

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Verankerung einer künstlichen Bandscheibe als einwachsende Prothese

Bei der zementfreien Verankerung einer künstlichen Bandscheibe als einwachsende Prothese werden die beiden Metallplatten aus Titan zunächst mithilfe von metallenen Fortsätzen bzw. Verankerungszähnen, die oben und unten auf den beiden Platten aufsitzen und direkt in die beiden angrenzenden Wirbelkörper eingebracht werden, im Knochen des Wirbelkörpers befestigt. Zusätzlich sind die beiden Metallplatten mit einer speziellen Titanlegierung beschichtet, die eine raue Oberflächenbeschaffenheit erzeugt und so im nächsten Schritt ein schnelles Verwachsen der Metallplatten mit den angrenzenden Knochen fördert.

Vorteile der Verankerung einer künstlichen Bandscheibe als einwachsende Prothese

Sowohl die Verankerungszähne als auch die Spezialbeschichtung garantieren eine Langzeitfixierung und einen stabilen Sitz der künstlichen Bandscheibe. Die auf den Metallplatten aufsitzenden Verankerungszähne gewährleisten nach der Implantation eine rasche Stabilität. Ein Verschieben der Metallplatten bis zum endgültigen Anwachsen an den Knochen der Wirbelkörper wird durch diese Zähne verhindert. Die spezielle Beschichtung der Metallplatten sorgt dafür, dass der Knochen schnell um die künstliche Bandscheibe herumwächst und sich eng und lockerungssicher mit ihr verbindet.

Bandscheiben-OP zur Implantation einer Bandscheibenprothese

Das Einsetzen einer künstlichen Bandscheibe geschieht immer von vorne, unabhängig davon, ob die Hals- oder die Lendenwirbelsäule betroffen ist. In der Regel dauert ein Eingriff zwischen 90 und 120 Minuten, je nach Lage der betroffenen Bandscheibe und Grad der Degeneration. Wie jeder operative Eingriff ist auch das Einsetzen einer Bandscheibenprothese mit einem gewissen Risiko behaftet. Unterscheiden muss man hier allerdings die Komplikationen, die durch den Eingriff selbst entstehen können und die, die durch die künstliche Bandscheibe bedingt sind.

Wirbelsäulen-Reha nach der Implantation einer Bandscheibenprothese

In den ersten sechs Wochen nach der Operation sollte ein längeres Sitzen von über einer Stunde und das Heben und Tragen von schweren Lasten vermieden werden. Etwa 6 Wochen nach der Operation wird in den meisten Fällen eine stationäre Rehamaßnahme durchgeführt.

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