Factors affecting accuracy and fusion rate in lumbosacral fusion surgery - a preclinical and clinical study

Abstract

Lumbosacral fusion surgery is indicated in symptomatic degenerative lumbosacral disorder, when the origin of pain is demonstrated to lie within the restricted number of functional spinal units and when the pain is refractory to the conservative treatment, to eliminate painful motion of the spinal units. Inaccurate placement of pedicle screws may cause neurological symptoms, and result in early hardware failure and return of spinal instability symptoms. All spinal instrumentation eventually fails without solid bony fusion, and the presence of symptomatic bony non-union at least a year after fusion surgery is defined as pseudoarthrosis. Bioactive glasses (BAGs) are synthetic, biocompatible, osteoconductive and osteostimulative materials with angiogenic and antibacterial properties, able to bond to bone.

In a study of 147 patients and 837 pedicle screws placed due to degenerative lumbosacral spine disorder, 14.3 % breached the pedicle. New neurological symptoms corresponding to the breach were observed in 25.9 % of patients with pedicle breach, and 89.2 % of the symptomatic breaches were either medially or inferiorly. A preclinical controlled study of novel BAG S53P4 putty showed good biocompatibility, slightly higher intramedullary ossification of putty group compared to the control group, and that the binder agent did not disturb formation of new bone in vivo. The interbody fusion rate was 95.8 % with BAG S53P4 putty as bone graft expander with autograft in clinical lumbosacral interbody fusion, indicating at least as good interbody fusion results as the presently used materials. One early operative subsidence remaining unchanged over the study period was observed with putty.

Lannerangan luudutusleikkausten tarkkuuteen ja luutumiseen vaikuttavat tekijät

Lannerangan luudutusleikkaus voidaan tehdä oireisessa lannerangan rappeumasairaudessa, kun kivun syyn on osoitettu sijaitsevan rajallisessa määrässä selkärangan toiminnallisia yksikköjä ja kun kipu ei vähene leikkauksettomilla hoidoilla. Leikkauksella voidaan poistaa kipua tuottava selkärangan toiminnallisten yksikköjen liike. Epätarkka pedikkeliruuvien asettaminen voi aiheuttaa neurologisia oireita ja johtaa nopeaan kiinnitysosien irtoamiseen ja rangan epätukevuusoireiden palaamiseen. Suuri osa selkärangan kiinnityslaitteista irtoaa lopulta, jollei luutumista kiinnitettyjen kohtien välillä tapahdu. Vuoden kuluttua luudutusleikkauksesta oireista luutumatonta kiinnityskohtaa nimitetään pseudoartroosiksi. Bioaktiiviset lasit ovat synteettisiä, bioyhteensopivia, osteokonduktiivisia ja osteostimulatiivisia materiaaleja, joilla on angiogeenisiä ja antibakteerisia ominaisuuksia, ja ne voivat sitoutua suoraan luuhun.

147 potilaalle lannerangan rappeumasairauden vuoksi asetetut 837 pedikkeliruuvia käsittävän tutkimuksen mukaan 14.3 % ruuveista rikkoi luisen pedikkelin seinämän. 25.9 %:lla potilaista, joilla ruuvi läpäisi pedikkelin seinämän, ilmeni uusia neurologisia oireita, ja 89.2 %:lla oireisista potilaista pedikkeliruuvi läpäisi pedikkelin seinämän mediaalisesti tai inferiorisesti. Prekliinisessä kontrolloidussa tutkimuksessa uudenlainen bioaktiivisesta lasista valmistettu S53P4 luunkorviketahna todettiin bioyhteensopivaksi, ja sen avulla saavutettiin hieman vertailuryhmää parempi luutuminen luuydinontelossa. Tahnan sidosaineen ei eläinkokeessa todettu häiritsevän luun muodostumista. Kliinisessä tutkimuksessa saavutettiin 95.8 %:n luutuminen käytettäessä S53P4 biolasitahnaa yhdessä oman luun kanssa lannerangan nikamasolmujen välisessä luudutuksessa. Siten yhdessä oman luun kanssa käytettäessä S53P4 biolasitahnalla saadaan aikaan vähintään yhtä hyvä nikamasolmujen välinen luutuminen kuin nykyisin käytettävillä synteettisillä luunkorvikkeilla. Tutkimuksessa todettiin yksi leikkauksen yhteydessä tapahtunut nikamasolmujen välisen implantin päätelevyyn painuminen, jonka suuruus ei muuttunut seurantakuvantamisissa.