Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2014; 81(6):392-398 | DOI: 10.55095/achot2014/054

Použití umělé kostní náhrady při laterální mezitělové fúzi na bederní páteři: prospektivní radiologická studiePůvodní práce

L. Hrabálek1,*, E. Čecháková2, S. Buřval2, M. Adamus3, K. Langová4, M. Vaverka1
1 Neurochirurgická klinika FN a LF UP v Olomouci
2 Radiologická klinika FN a LF UP v Olomouci
3 Klinika anesteziologie a resuscitace FN a LF UP v Olomouci
4 Katedra biofyziky FN a LF UP v Olomouci

PURPOSE OF THE STUDY:
The aim of the study was to evaluate the extent of fusion using synthetic β-tricalcium phosphate as a bone substitute in extreme lateral interbody fusion (XLIF).

MATERIAL AND METHODS:
In this prospective study, patients undergoing XLIF with an Oracle cage filled with the artificial bone ChronOs Strip (Synthes, USA) were evaluated. The group consisted of 61 patients, 33 women and 28 men, with an average age of 50.9 years (range, 21 to 73 years). A total of 64 segments were operated on. Stand-alone interbody fusion was performed in 14 segments, lateral plate fixation in 19, transpedicular (TP) fixation before XLIF was carried out in 14 and TP fixation after XLIF in 17 segments. At one-year follow-up, dynamic X-rays to exclude instability, and CT images were obtained in order to evaluate the extent of bone fusion outside the implant (complete fusion, partial fusion, no fusion) and inside it (% of the bone fusion surface area). In addition, bone mineral density following fusion mass bone quality (expressed in Hounsfield units [HU]) was assessed inside the implant at the site of ChronOs Strip placement, using a region of interest (ROI) analysis.
For the evaluation of fusion bone quality inside the implant on CT scans with HU qualification, the authors propose the following scale:
1. No fusion (0-99 HU)
2. Uncertain fusion (100-190 HU)
3. Probable fusion (200-299 HU)
4. Reliable fusion (300 and more HU)
All results were statistically evaluated in relation to the gender, age, treated segment, surgical diagnosis, method of fixation, implant height and intervertebral space reduction at one-year follow-up.

RESULTS:
Fusion outside the implant was complete in 18 segments (28%) and partial in 27 (42%); in 19 segments (30%) it was not detected.
The bone fusion surface area inside the implant was 54.5% (0-100%) on the average. It was related to age and implant height; the surface area increased with increasing age and with increasing implant height.
Solid bone fusion inside the implant, as assessed on CT images using HU, was reliable in 36 segments (56%), probable in 11 (17%), uncertain in 10 (16%) and was not detected in seven segments (11%).
A significant relationship was found between the quality of bone fusion and the type of fixation. Of the segments treated by stand-alone XLIF, 29% showed no fusion while the segments managed by lateral plate fixation had 32% of them with probable fusion. Correlations were also found with the height of an implant (the higher the implant, the more reliable its fusion), with age (the higher age, the higher bone density) and with the spinal level (the lower level, the lower bone density).
In 45 (70%) segments, bone mineral density inside the implant was higher than the density of surrounding spongious bone. The average density inside the implant was 333.7 HU (14-1075) and that of the surrounding bone was 244.6 HU (66-500).
The intervertebral space was reduced by an average of 1.1 mm (0-6.2). All treated segments were found stable on dynamic X-rays.

DISCUSSION:
The use of a tricortical bone graft collected from the iliac crest is associated with pain at the harvest donor site in 2.8% to 39% of the cases, and this has been an impetus for many surgeons to use bone substitutes. In terms of the final outcome, i.e., solid bone fusion, the difference between the resorption rates of allogenous graft/artificial bone and ingrowth of autologous bone (from vertebral bodies) plays the most decisive role.

CONCLUSIONS:
The change of β-tricalcium phosphate to bone tissue is not always reliable and this can largely be expected when the resorption rate of ChronOs strip is low, i.e., at higher patient age and with a higher height of the implant.
The authors recommend increasing the probability of solid fusion in XLIF by using lateral plate fixation.
The method of assessing bone fusion by measuring bone density on CT scans proved to be useful because of its objectivity, and it can replace the current assessments based only on subjective judgement.

Klíčová slova: lumbar spine, interbody fusion, arthrodesis, artificial bone

Zveřejněno: 1. prosinec 2014  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Hrabálek L, Čecháková E, Buřval S, Adamus M, Langová K, Vaverka M. Použití umělé kostní náhrady při laterální mezitělové fúzi na bederní páteři: prospektivní radiologická studie. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2014;81(6):392-398. doi: 10.55095/achot2014/054. PubMed PMID: 25651294.
Stáhnout citaci

Reference

  1. BONO, C. M., KHANDHA, A., VADAPALLI, S., HOLEKAMP, S., GOEL, V. K., GARFIN, S. R.: Residual sagittal motion after lumbar fusion: a finite element analysis with implications on radiographic flexion-extension criteria. Spine, 32: 417-422, 2007. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  2. BURKUS, J. K.: Bone morphogenetic proteins in anterior lumbar interbody fusuion: old techniques and new technologies. Invited submision from the Joint section Meeting on Disorders of the Spine and Peripheral Nerves. J. Neurosurg. Spine, 1: 254-260, 2004. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  3. CARREON, L. Y., GLASSMAN, S. D., SCHWENDER, J. D., SUBACH, B. R., GORNET M. F., OHNO, S.: Reliability and accuracy of fine-cut computed tomography scans to determine the status of anterior interbody fusions with metallic cages. Spine J., 8: 998-1002, 2008. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  4. CHEUNG, K. M. C., ZHANG, Y. G., LU, D. S., LUK, K. D. H., LEONG, J. C. Y.: Reduction of disc space distraction after anterior lumbar interbody fusion with autologous iliac crest graft. Spine, 28: 1385-1389, 2003. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  5. CHOI, J. Y., SUNG, K. H.: Subsidence after anterior lumbar interbody fusion using paired stand-alone rectangular cages. Eur. Spine J., 15: 16-22, 2006. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  6. FERGUSSON, S. J., VISSER, J. M. A., POLIKEIT, A.: The long-term mechanical integrity of non-reinforced PEEK-OPTIMA polymer for demanding spinal applications: experimental and finite-element analysis. Eur. Spine J., 15: 149-156, 2006. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  7. HING, K. A., WILSON, L. F., BUCKLAND, T.: Comparative performance of three ceramic bone graft substitutes. Spine J., 7: 475-490, 2007. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  8. HRABÁLEK, L., REŠKOVÁ, I., BUČIL, J., VAVERKA, M., HOUDEK, M.: Použití titanových a PEEKových implantátů při ALIF stand-alone u degenerativního onemocnění lumbosakrální páteře - prospektivní studie. Cesk. Slov. Neurol. N., 72/105: 38-44, 2009.
  9. HRABÁLEK, L., WANEK, T., ADAMUS, M.: Identifikace lumbosakrálního nervového plexu během stabilizace typu XLIF. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 78: 556-561, 2011. Přejít k původnímu zdroji...
  10. KIM, K. S., YANG, T. K, LEE, J. CH.: Radiological changes in the bone fusion site after posterior lumbar interbody fusion using carbon cages impacted with laminar bone chips: follow-up study over more than 4 years. Spine, 30: 655-660, 2005. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  11. KUMAR, A., KOZAK, J. A., DOHERTY, B. J., DICKSON, J. H.: Interspace distraction and graft subsidence after anterior lumbar fusion with femoral strut allograft. Spine, 18: 2393-2400, 1993. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  12. LINOVITZ, R. J., PEPPERS, T. A.: Use of an advanced formulation o beta-tricalcium phosphate as a bone extender in interbody lumbar fusion. Orthopedics, 25: 585-589, 2002. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  13. MADAN, S. S., HARLEY, J. M., BOEREE, N. R.: Anterior lumbar interbody fusion: does stable anterior fixation matter? Eur. Spine J., 12:386-392, 2003. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  14. MC AFFE, P. C., REGAN, J. J., GEIS, P. W., FEDDER, I. L.: Minimally invasive anterior retroperitoneal approach to the spine. Emphasis on lateral BAK. Spine, 23: 1476-1484, 1998. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  15. ONDRUŠ, Š., STRAKA, M., BAJEROVÁ, J.: Trikalciumfosfát v kombinaci s autologní kostní dření v léčbě cystických kostních defektů v dětském věku. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 78: 544-550, 2011. Přejít k původnímu zdroji...
  16. PRADHAN, B. B., BAE, H. W., DAWSON, E. G., PATEL, V. V., DELAMARTER, R. B.: Graft resorption with the use of bone morphogenetic protein: lessons from anterior lumbar interbody fusion using femoral ring allografts and recombinant human bone morphogenetic protein-2. Spine, 31: E277-284, 2006. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  17. SASSO, R. C., LEHUEC, J. C., SHAFFREY, C.: Iliac crest bone graft donor site pain after anterior lumbar interbody fusion: a prospective patient satisfaction outcome assessment. J. Spinal Disord. Tech., 18 (Suppl.): S77-81, 2005. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  18. TSANTRIZOS, A., ANDREOU, A., AEBI, M., STEFFEN, T.: Biomechanical stability of five stand-alone anterior lumbar interbody fusion constructs. Eur. Spine J., 9: 14-22, 2000. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  19. WENDSCHE, P., KOČIŠ, J., CHMELOVÁ, J., KELBL, M., STURSA, V.: Radiologické středně-dlouhé výsledky u Th12 a L1 zlomenin, kde přední sloupec byl rekonstruován alogenním diafyzárním tibiálním štěpem. Acta Chir. orthop. Traum. Čech., 80: 34-42, 2013. Přejít k původnímu zdroji...
  20. ZELLE, B., KONIG, F., ENDERLE, A., BERTAGNOLI, R., DORNER, J.: Circumferential fusion of the lumbar and lumbosacral spine using a carbon fiber ALIF cage implant versus autogenous bone graft: a comparative study. J. Spinal Disord. Tech., 15: 369-376, 2002. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...