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Wanderung der momentanen Rotationsachse in LWS-Segmenten und die Bedeutung für die Implantatforschung
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Authors
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M. M. Wachowski
- Georg-August-Universität Göttingen, Unfallchirurgie, Plastische- und Wiederherstellungschirurgie, Göttingen, Germany
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J. Hubert
- Georg-August-Universität Göttingen, Kieferorthopädie, Göttingen, Germany
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T. Hawellek
- Georg-August-Universität Göttingen, Kieferorthopädie, Göttingen, Germany
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M. Mansour
- Georg-August-Universität Göttingen, Kieferorthopädie, Göttingen, Germany
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D. Kubein-Meesenburg
- Georg-August-Universität Göttingen, Kieferorthopädie, Göttingen, Germany
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H. Nägerl
- Georg-August-Universität Göttingen, Kieferorthopädie, Göttingen, Germany
| Published: | October 15, 2009 |
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Fragestellung: Die Lage der Rotationsachse gewinnt für die Implantatforschung in der Wirbelsäule eine zunehmende Bedeutung, da bewegungserhaltende Systeme auf dem Vormarsch sind.
In den bisher publizierten biomechanischen Untersuchungen zur Wirbelsäule wird bis auf wenige Ausnahmen über ROM und Steifigkeit berichtet. Nur wenige Gruppen treffen Aussagen zur Lage der Rotationsachse, meist wird dabei nur über die gemittelte Achse eines Bewegungsabschnittes oder Bewegungszyklus gesprochen.
Im Folgenden wird über in vitro Experimente an LWS-Segmenten berichtet, die zeigen, dass bei Segmentbewegungen von keiner ortsfesten Rotationsachse ausgegangen werden kann. Die Wanderungen der momentanen Rotationsachse (IHA) stehen in engem Zusammenhang mit der Segmentsteifigkeit.
Methodik: Für die segmentalen Messungen wurden je drei L1/L2- und L4/L5- sowie zwei L3/L4-Segmente untersucht. Zur Erfassung der Daten diente eine selbst entwickelte 6D-Messapparatur mit einer räumlichen Auflösung von <2,4µm für Translation und <1mdeg für Rotation. Dabei waren >200 Momentaufnahmen / Bewegungszyklus möglich. Dies entspricht einer differentiellen Auflösung und damit der tatsächlichen Bewegungsstruktur.
Abgebildet wurde erstmalig die momentane Lage und Ausrichtung der IHA, der ROM sowie die momentane Steifigkeit.
Es wurden reine Drehmomente in den drei Raumrichtungen (Axialrotation, Lateralflexion, Flexion/Extension) unter verschiedenen rückwirkungsfreien Vorlastpositionen (VL) angelegt.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: In allen Segmenten war die IHA nicht ortsfest. Abhängig von Vorlastkonstellation ergaben sich weite Wanderungsstrecken von dorsal der Wirbelbogengelenke (WBG) bis in die ventralen Bandscheibenabschnitte. Damit nahm die IHA während eines Bewegungszyklus mehrere Zentimeter von einander entfernte Positionen ein (Abbildung 1 [Abb. 1]).
Bei flektierenden VL bewegte sich die IHA in weiten dorsal geöffneten Bögen. Bei extendierenden VL wanderte sie eher über kleinere Strecken. Auch hier war sie nicht ortsfest. Im Gegensatz zu HWS-Segmenten war die IHA immer nahezu parallel zum anliegenden Drehmoment.
Auf Grund der obigen Ergebnisse muss für Bandscheiben- (TDA) oder Wirbelbogengelenksprothesen (TFA) sowie dynamische Stabilisierungs-Systeme gefordert werden, dass sie eine Wanderung der IHA erlauben, um die physiologische Bewegungsstruktur zu erhalten.
