Intraoperative Revision von primär ausgerissenen Pedikelschrauben

Die Lockerung von Pedikelschrauben ist die häufigste Versagensursache dorsaler Instrumentationen im postoperativen Verlauf [1‐3]. Jedoch kann es auch bereits intraoperativ zu einem Versagen der eingebrachten Schrauben kommen. Bei der Reposition von Frakturen oder bei Distraktions-Kompressions-Manövern, wird bereits eine relevante Kraft auf das Schrauben-Knochen-Interface ausgeübt und somit kann es bereits in diesem Stadium zu einer Schraubenlockerung kommen.

Aus biomechanischen Studien ist bekannt, dass Pedikelschrauben bei osteoporotischer/osteopener Knochenstruktur nur noch unzureichend stabil im Wirbelkörper verankert werden können und somit bei einer Knochendichte unter 80 mg/cm³ die Versagenslast im Vergleich zu einem Wirbelkörper mit normaler Knochendichte um 40 % abfällt [4].

Die Zementaugmentation von Pedikelschrauben wurde bereits vielfach biomechanisch untersucht. Sowohl aus „Pull-out“-Versuchen als auch aus Dauerbelastungstests ist bekannt, dass die Pedikelschraubenstabilität signifikant gesteigert werden kann [5‐7]. Auch bei einer Pseudarthrose mit konsekutiv eingetretener Lockerung der einliegenden Instrumentation konnte die Schraubenstabilität mittels nachträglicher Zementaugmentation wiederhergestellt werden [8].

Bei osteopener/osteoporotischer Knochenqualität kann es, wie oben erwähnt, jedoch bereits intraoperativ zu einer Pedikelschraubenlockerung kommen. Aus unserer Sicht ist in solchen Fällen eine Zementaugmentation auch noch nachträglich, nach intraoperativ bereits eingetretener Lockerung möglich.

Ein weiteres Verfahren, um eine intraoperativ gelockerte Pedikelschraube erneut stabil im Wirbelkörper zu verankern, ist die Wahl eines größeren Schraubendurchmessers oder die Implantation in einer anderen Schraubentrajektorie [9‐12].

(Abb. 1, 2, 3, 4, 5, 6).

In einer von den Autoren durchgeführten biomechanischen Studie wurde die nachträgliche Augmentation nach intraoperativer Schraubenlockerung untersucht. Es wurden 14 humane LWK 2 Wirbelkörper (Durchschnittsalter 72 ± 14 Jahre) in die Studie eingeschlossen. Bei allen Präparaten lag eine Osteopenie/Osteoporose vor (Mittelwert BMD [„bone mineral density“] 72 ± 22 mg/cm³; qCT). Es erfolgte ein sinusförmiger Dauerbelastungstest (50–100 N) mit einer zyklischen Laststeigerung um 0,1 N bis zur Lockerung der Schrauben. Die Testung erfolgte zunächst auf der einen Seite mit augmentierten und auf der anderen Seite mit nichtaugmentierten Pedikelschrauben. Nach eingetretener Lockerung der eingebrachten Schrauben, erfolgte eine nachträgliche Augmentation der gelockerten, nichtaugmentierten Schraube und es wurde ein erneuter Dauerbelastungstest durchgeführt. Die injizierten Zementvolumina richteten sich nach dem radiologischen Befund während der Augmentation und betrugen im Fall der initialen Augmentation 2–3 ml und im Falle der Augmentation nach Lockerung 2–5 ml. Ausgewertet wurden die gemessenen Steifigkeiten sowie die Zyklen und die Kraft bis zum Versagen.

Durch die initiale Augmentation zeigte sich ein Anstieg der Versagenslast um 45 % verglichen mit den nichtaugmentierten Schrauben (nichtaugmentiert 207 N, 1078 Zyklen vs. augmentiert 301 N, 2012 Zyklen; p = 0,009). Die nach bereits eingetretener Lockerung augmentierten Schrauben zeigten einen Anstieg der Versagenslast um 79 % verglichen mit den nichtaugmentierten Schrauben (370 N, 2728 Zyklen; p = 0,001). Der weitere Anstieg der Versagenslast bei den nach Lockerung augmentierten Schrauben ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass durch die Lockerung ein Cavum für den Zement geschaffen wird und die instabile Spongiosa bereits bricht. Anschließend kann ein größeres Zementvolumen appliziert werden und durch die somit größere Auflagefläche kommt es zum Anstieg der Versagenslast. Der Unterschied der Last bis zum Versagen zwischen den augmentierten und den nach Lockerung augmentierten Schrauben ist jedoch nicht signifikant (p = 0,056). Es ist daher zu schlussfolgern, dass die nachträgliche Augmentation einer intraoperativ gelockerten Schraube möglich und bezüglich der Schraubenstabilität mindestens gleichwertig verglichen mit der Augmentation nichtgelockerter Pedikelschrauben ist.

In unserem eigenen Patientenkollektiv aus dem Zeitraum April 2016 bis August 2018 zeigte sich bei 11 Patienten eine intraoperative Schraubenlockerung. Definiert wurde die Lockerung hierbei als radiologische Dislokation einer eingebrachten Schraube beziehungsweise klinisch signifikante Lockerung in Form einer wackelnden Schraube im Wirbelkörper ohne relevantes Eindrehmoment. Diese Lockerungen behandelten wir in 6 Fällen mit einer nachträglichen Augmentation über fenestrierte Pedikelschrauben und in 5 Fällen durch Auswahl eines dickeren Schraubendurchmessers. In der postoperativen Kontrolle nach 6 Wochen zeigte sich keine dieser Schrauben radiologisch erneut gelockert (konventionelles Röntgen-CT) und die Patienten berichteten nicht über eine erneut zunehmende Beschwerdesymptomatik.

Die Entscheidung, ob eine nachträgliche Augmentation der gelockerten Schrauben erfolgen oder diese durch eine dickere Schraube ersetzt werden sollte, richtet sich – nach unserer Meinung – nach der vorliegenden Knochendichte. Kiner et al. beschrieben in ihrer biomechanischen Untersuchung, dass die Wahl einer dickeren Pedikelschraube der Zementaugmentation überlegen sei [9]. Jedoch erfolgte die Zementaugmentation nicht über fenestrierte Schrauben, welche eine signifikant höhere Stabilität verglichen mit per Vertebroplastie augmentierten Schrauben aufweisen [5]. Des Weiteren wurde in den Experimenten die Knochendichte, welche aus unserer Sicht den entscheidenden Faktor darstellt, nicht ausreichend berücksichtigt und die Testung erfolgte nicht bis zur Schraubenlockerung.

Zusammenfassend sollte aus unserer Sicht im Fall einer intraoperativen Schraubenlockerung immer eine an die Pedikelweite optimierte Schraubendicke gewählt werden und in Abhängigkeit der vorliegenden Knochendichte über eine zusätzliche Augmentation entschieden werden.