by G. H. | Jul 31, 2017 | Hand, News
IL-1β und TGF-β stimulieren die Differenzierung und Proliferation von Fibroblasten bei Morbus Dupuytren
Lögters T, Borgschulze A, Grotheer V, Suschek CV, Sahlender B, Windolf J
Fragestellung: Die Pathogenese des Morbus Dupuytren (MD) ist gekennzeichnet durch eine verstärkte Differenzierung und Proliferation von Fibroblasten sowie extrazellulärer Matrix (ECM). Vor allem ein gestörtes Gleichgewicht der die ECM abbauenden Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) und deren Inhibitoren Tissue Inhibiting Matrix Proteinase (TIMPs) wird vermutet. Erhöhte Konzentrationen von Interleukin (IL)-1β und Transforming Growth Factor (TGF)-β sind sowohl im Spontanverlauf der Erkrankung aber insbesondere nach chirurgischen Eingriffen nachweisbar. Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, ob und welchen Einfluss IL-1β und TGF-β auf die Differenzierung von Fibroblasten und die Homöostase von MMP/TIMP beim Patienten mit MD besitzen.
Methodik: Für die Analysen wurde Palmaraponeurosegewebe von Patienten mit MD (n=21) und gesunder Patienten (Kontrolle (K), n=23) gewonnen. Aus dem Gewebe erfolgte die Bestimmung der Genexpression mittels Realtime- PCR von IL-1β , -6, -8, TGF-β , TNF-α , MMP-2, -3, -9, TIMP-1, -2, -3, -4. Zudem wurden aus den gewonnenen Proben Fibroblasten isoliert, mit Interleukin IL-1β über 18 Stunden oder TGF-β über 5 Tage stimuliert und die Genexpression der o.g. Parameter bestimmt. Des Weiteren wurde mittels Westernblot die Proteinexpression der Fibroblasten von „α-smooth actin protein“ (α-SMA) quantifiziert.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Genexpression von TIMP3 (MD: 0,97 ± 0,02; K: 1,08 ± 0,02 n=14) und TGF-β (MD: 1,05 ± 0,02; K: 1,15 ± 0,04) im Gewebe von MD war im Vergleich zu den Kontrollen signifikant erniedrigt (p<0,05). Die Stimulation mit IL-1 β führte bei den Fibroblasten (MD: unstimuliert: 0,94 ± 0,05, stimuliert: 1,05 ± 0,03; p<0,05) zu einer signifikant höheren MMP-3 Genexpression, nicht jedoch bei den Kontrollen (K: unstimuliert: 0,85 ± 0,06 stimuliert: 0,95 ± 0,04). Die Stimulation über 3 bzw. 5 Tage führte sowohl mit IL-1β (MD: 2,0 ± 0,6; K: 1,3 ± 0,08) als auch TGF-β (MD: 4,57 ± 0,83; K: 1,70 ± 0,39) zu einer im Vergleich zu den Kontrollen signifikant verstärkten Proteinexpression von α-SMA (p<0,05).
Schlussfolgerung: Eine lokal erhöhte Konzentration von IL-1β und TGF-β beeinflusst das Gleichgewicht von MMP/TIMP’s und führt zu einer verstärkten Proliferation und Differenzierung von Fibroblasten der Aponeurose beim Morbus Dupuytren. Insbesondere nach chirurgischer Aponeurektomie könnte dies einen „Trigger“ für die Endstehung von Rezidiven darstellen.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI42-952
doi: 10.3205/14dkou274, urn:nbn:de:0183-14dkou2741
Published: October 13, 2014
© 2014 Lögters et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.
by G. H. | Jul 31, 2017 | News, Wirbelsäule, Wirbelsäule chir.
Preclinical evaluation of posterior spinal fixators: a comparative analysis
La Barbera L, Villa T, Galbusera F, Wilke HJ
Objective: Preclinical evaluation of spinal implants is a mandatory step to ensure their reliability and safety before clinical use and implantation. The American Society of Testing and Materials reapproved a standard for the evaluation and comparison of mechanical properties of posterior spinal fixators [F1717-2013], which reproduces a vertebrectomy model and assumes that the anterior column is totally compromised from supporting the load (Figure a). In this frame-work polyethylene blocks are used to mimic vertebral bodies (Figure b). Even if the overall test set-up (distances and angles) should be representative of the specific clinical use of the implant in a worst-case condition, some parameters are unclear and a direct comparison with anatomical/biomechanical data, when available, is difficult. This investigation aims at investigating whether the experimental set-up correctly describe the physiological anatomy of a stabilized segment and how each parameter affects the stress arising in the device.
Method: Anatomical parameters depending on the spinal level, were compared to available literature data or directly measured on biplanar X-ray images of 14 patients.
Others mechanical variables describing the design of the implant were considered and all parameters were investigated by means of a comparative numerical analysis. Stress values were calculated either considering the combination of the average values for each parameter and their worst case combination depending on the spinal level.
Results and conclusion: The experimental configuration represents quite well the anatomy of an average thoracolumbar segment. The stress on the spinal fixator is significantly influenced by the lever arm of the applied load, the position of the center of rotation of the functional spine unit and the pedicular inclination with respect to the sagittal plane. The worst case combination of anatomical parameters demonstrates that a posterior spinal fixator implanted below T5 could potentially undergo higher stresses than according to standard configuration, with a maximum increase of 15.2% at L1 level. Considering a polyaxial screw having its head tilted cranially, this value raises to 22.2%.
A revision of F1717 standard is suggested in order to take into account for the worst case condition found at L1 level: this will guarantee a higher reliability and safety of posterior fixator for a wider population of patients.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI41-1066
doi: 10.3205/14dkou273, urn:nbn:de:0183-14dkou2731
Published: October 13, 2014
© 2014 La Barbera et al.
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by G. H. | Jul 24, 2017 | News, Wirbelsäule, Wirbelsäule chir.
Die operative Versorgung neuromuskulärer Skoliosen – klinische und radiologische Ergebnisse bei Aussparung des lumbosakralen Überganges
Hoff E, Strube P, Putzier M, Perka CF, Groß C
Fragestellung: Neuromuskuläre Skoliosen erfordern häufig eine frühzeitige operative Korrekturspondylodese. Ob eine Fusion bis L5 ausreichend ist oder das Sakrum einschließen sollte, wird kontrovers diskutiert. Unstrittig ist, dass der Einschluss des Sakrums zu vermehrten lumbosakralen Komplikationen, wie Implantatversagen und Pseudarthrosen sowie zu einer verminderten lumbosakralen Beweglichkeit mit daraus resultierenden klinischen Nachteilen führen kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, mittelfristig das Korrekturpotential und klinische Ergebnis bei Instrumentation bis zum 5. LWK zu ermitteln.
Methodik: 46 Patienten mit neuromuskulären Skoliosen (bei M. Duchenne, spinaler Muskelatrophie, Menigomyelozele oder infantiler Zerebralparese) wurden mittels Korrekturspondylodese ohne Einschluss des Sakrums versorgt. Die klinischen und radiologischen Untersuchungen erfolgten prä- und postoperativ, sowie nach 6 und zum mittleren Follow-up von 26 Monaten. Hierbei wurden folgende radiologische Parameter erhoben: Cobb-Winkel, Beckenverkippung (SPO) und L5-Verkippung (L5-Tilt) in der Frontalebene, thorakale Kyphose BWK 2-12 (TK) und lumbale Lordose LWK 2 – SKW 1 (LL).
Ergebnisse: Im Durchschnitt haben wir eine Korrektur des präoperativen COBB-Winkels von 64,7° (33-105°) auf 18,1° (3-59°) erreicht. Die SPO verbesserte sich von 15,5° (2-28°) präoperativ auf 7,5° (0-25°) postoperativ, der L5-Tilt von 9,9° (1-24°) auf 3,1° (0-6°). Zudem konnten wir eine Veränderung des sagittalen Profils in Richtung physiologischer Normwerte mit einer Korrektur der TK von präoperativ 4-80° auf postoperativ 13-48° sowie der LL von 1-108° auf 14-71° erzielen. Der mittlere radiologische Korrekturverlust im Untersuchungszeitraum war für keinen dieser Parameter signifikant. Alle Patienten wiesen postoperativ und bis zum Follow-up eine gute Sitzfähigkeit/Sitzbalance auf. Nach 3 Monaten benötigte kein Patient mehr eine Schmerzmedikation. Alle Patienten / Eltern zeigten sich mit dem klinischen Ergebnis zum Follow-up sehr zufrieden oder zufrieden. Bei 6/46 Patienten (13%) trat eine Komplikation auf, wobei eine Major-Komplikation (inkomplettes Brown-Sequard-Syndrom) und 5 Minor-Komplikationen (1 revisionspflichtige, 4 nicht revisionspflichtige Wundheilungsstörungen) zu verzeichnen waren.
Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen, dass mittels Korrekturspondylodese unter Ausschluss des lumbosakralen Übergangs unabhängig vom Ausmaß der frontalen und sagittalen Deformität und unabhängig von der Ausprägung der Beckenverkippung eine suffiziente Korrektur neuromuskulärer Skoliosen bei guten bis sehr guten klinischen Ergebnissen zu erreichen und mittelfrisitig zu halten ist.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI41-1218
doi: 10.3205/14dkou272, urn:nbn:de:0183-14dkou2722
Published: October 13, 2014
© 2014 Hoff et al.
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by G. H. | Jul 24, 2017 | News, Wirbelsäule, Wirbelsäule chir.
Titan- versus Carbon-Komposit-Stabsysteme für lumbale monosegmentale Spondylodesen: Vorläufige Ergebnisse einer prospektiv randomisierten Fusionsanalyse im Vergleich mit klinischen Parametern
Hartwig T, Streitparth F, Schaser KD, Pumberger M, Druschel C, Disch A
Fragestellung: Carbon-Komposit bietet als Material für Wirbelsäulenimplantate unterschiedlichste Möglichkeiten. Der mikrostrukturelle Charakter und daraus resultierende Materialeigenschaften im Vergleich zum rigideren Titan scheinen dabei zu einer besseren Stimulation der ossären Fusion, einer Verringerung der Anschlusssegmentdegeneration und zu einer frühzeitigen Verbesserung des klinischen Outcomes zu führen.
Methodik: Patienten mit chronischen Rückenschmerzen wurden bei isolierter monosegmentaler Osteochondrose (Modic ≥II°) oder degenerativer Spondylolisthesis (Meyerding ≤I°) und Spondylarthrose (Fujiwara ≥II°) des Segments L4/5 randomisiert 2 operativen Gruppen zugeordnet (Titanstäbe (Gruppe A); Carbon-Komposit-Stäbe (Gruppe B)). Alle Patienten erhielten Titanpedikelschrauben und einen transforaminal implantatierten intervertebralen PEEK-Cage (TLIF). Bei allen Patienten wurden radiologische Fusionsanalysen anhand von standardisierten Röntgenfunktionsaufnahmen (Fusion= Re-/Inklination ≤1° Segmentbeweglichkeit) und Computertomographien (Fusionsbeginn= intersegmentale Knochenneubildung und beginnende Ausbildung von Knochenbrücken) durchgeführt. Ferner wurden präoperativ, 1 und 6 Wochen sowie 6 Monate postoperativ klinische Parameter (ODI, VAS) erhoben und den radiologischen Ergebnissen gegenübergestellt.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Bis zum jetzigen Zeitpunkt wurden 17 Patienten (w/m: 7/10; Alter: Ø 63,9 Jahre) mit Titanstäben (Gruppe A) und 19 Patienten (w/m: 9/10; Alter: Ø 67,2 Jahre) mit Carbon-Komposit-Stäben (Gruppe B) operativ versorgt. In Gruppe A zeigte sich 6 Monate postoperativ eine segmentale Fusionsrate von 35% in den Röntgenfunktionsaufnahmen (Ø 1,5° Segmentbeweglichkeit), jedoch ohne Bestätigung in der CT-Kontrolle mit einer Fusionsbeginnrate (FBR) von 16,7%. Im Vergleich dazu zeigten 100% der Patienten in Gruppe B vollständig fusionierte Segmente in den Funktionsaufnahmen (Ø 0,7° Segmentbeweglichkeit). In der CT-Kontrolle konnte eine höhere FBR von 50% in Gruppe B ermittelt werden. Es wurden keine signifikanten Unterschiede bei der CT-Auswertung im Vergleich der beiden Gruppen ermittelt (p>0,05). Gruppe A wies im Gegensatz zur Gruppe B bereits 4 radiologisch gesicherte kraniale Anschlussdegenerationen auf. Bei den klinischen Ergebnissen hinsichtlich Schmerz und Funktion zeigte sich in beiden Gruppen 6 Monate postoperativ eine signifikante Verbesserung (Gruppe A p=0,0051; Gruppe B p=0,0002) gegenüber dem präoperativen Zeitpunkt (1 Woche), jedoch ohne wesentlichen signifikanten Unterschied im Gruppenvergleich.
Der Einsatz von Carbon-Komposit-Stabsystemen bei monosegmentalen Spondylodesen ist eine sichere und vergleichbare Alternative zu dem bisherigen Goldstandard Titan. In beiden untersuchten Gruppen können nach einigen Monaten bereits signifikante Verbesserungen im Bereich Schmerz und Funktion beobachtet werden. Zum vorläufigen Studienzeitpunkt weist die Carbon-Komposit-Gruppe eine höhere Segmentfusionsrate und eine reduzierte Rate an Anschlussdegenerationen auf.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI41-1493
doi: 10.3205/14dkou271, urn:nbn:de:0183-14dkou2712
Published: October 13, 2014
© 2014 Hartwig et al.
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by G. H. | Jul 24, 2017 | News, Wirbelsäule, Wirbelsäule chir.
Angulation des degenerierten Segmentes: Ein prädiktiver Parameter für das klinische Ergebnis 5 Jahre nach Implantation einer lumbosakralen Bandscheibenprothese
Strube P, Dreischarf M, Hoff E, Schmidt H, Perka C, Putzier M
Fragestellung: In einer Finite-Elemente-Modell-Untersuchung und einer klinischen Studie konnten wir die Parameter iatrogene Distraktion, Lordosierung und posteriore Translation des kranialen Wirbelkörpers als negative Einflussfaktoren auf das klinische Ergebnis nach Implantation einer lumbosakralen Bandscheibenprothese identifizieren [1], [2]. Um eine Bandscheibenprothese implantieren zu können, ist jedoch aufgrund der Implantatmindesthöhe ein gewisses Maß an Distraktion erforderlich. Eine Lordosierung tritt hierbei wahrscheinlich vor allem bei präoperativ gering angulierten Segmenten auf, was sich besonders negativ auf die klinischen Ergebnisse auswirken sollte. Ob der Parameter präoperative segmentale Angulation als Prädiktor für das klinische Ergebnis fungieren kann, wurde jedoch bisher nicht evaluiert und war Gegenstand der vorliegenden Studie.
Methodik: 40 Patienten einer prospektiven Kohortenstudie zur klinisch-radiologischen Evaluation nach Implantation einer lumbosakralen Bandscheibenprothese bei Bandscheibendegeneration/Osteochondrose wurden zu einem zusätzlichen Follow-Up eingeladen für eine klinische (ODI, VAS für Rücken und Beinschmerz) Nachuntersuchung. Die radiologisch ermittelte präoperative Angulation des Bandscheibenfaches (anteriore/posteriore/durchschnittliche Diskhöhe) und die klinischen Parameter zum Follow-up wurden hinsichtlich einer Korrelation untersucht. Die Korrelationsanalyse wurde für die Subgruppen Klinische Versager (ODI≥25%) und klinischer Erfolg (ODI<25%) wiederholt.
Ergebnisse: 34 Patienten waren bereit, sich einer zusätzlichen Untersuchung zu unterziehen. Das mittlere Follow-up war 59.5 Monate. Alle Patienten zeigten eine signifikante Verbesserung der klinischen Scores über die Zeit. Zum Follow-Up zeigte sich eine signifikante Korrelation erhöhter Schmerzscores mit einer geringen präoperativen Angulation des Bandscheibenfaches bei allen Patienten (VASRücken R=-0,634; VASgesamt R=-0,644; jeweils p<0,001), den klinischen Versagern (VASRücken R=-0,939 p<0,001; VASgesamt R=-0,865 p=0,001) und der Subgruppe klinischer Erfolg (VASRücken R=-0,561 p=0,004; VASgesamt R=-0,560 p=0,004).
Schlussfolgerung: Eine geringe präoperative Angulation des Bandscheibenfaches stellt einen hochsensitiven negativen Prädiktor für den Erfolg einer lumbosakralen Bandscheibenprothese dar. Eine derartige Konfiguration sollte daher als Kontraindikation für einen endoprothetischen Bandscheibenersatz im lumbosakralen Segment in Betracht gezogen werden.
Literatur
- Rohlmann A, Lauterborn S, Dreischarf M, Schmidt H, Putzier M, Strube P, Zander T. Parameters influencing the outcome after total disc replacement at the lumbosacral junction. Part 1: misalignment of the vertebrae adjacent to a total disc replacement affects the facet joint and facet capsule forces in a probabilistic finite element analysis. Eur Spine J. 2013 Oct;22(10):2271-8. DOI: 10.1007/s00586-013-2909-z
- Strube P, Hoff EK, Schmidt H, Dreischarf M, Rohlmann A, Putzier M. Parameters influencing the outcome after total disc replacement at the lumbosacral junction. Part 2: distraction and posterior translation lead to clinical failure after a mean follow-up of 5 years. Eur Spine J. 2013 Oct;22(10):2279-87. DOI: 10.1007/s00586-013-2967-2
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI41-1165
doi: 10.3205/14dkou270, urn:nbn:de:0183-14dkou2704
Published: October 13, 2014
© 2014 Strube et al.
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