Simulation von Rissbildungen und Rissausbreitungen in der Bandscheibe hervorgerufen durch mechanische Überbelastung

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Joachim Wilke
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Toxikologie, Laboratoriumsmedizin
• Förderung: Förderung seit 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 72128423

Akut einsetzende starke Rückenschmerzen sind oft auf einen Bandscheibenvorfall zurückzu-führen. In der Literatur und durch eigene Vorarbeiten im Rahmen dieses Projektes konnte herausgefunden werden, dass vor allem komplexe und dynamische Belastungen das Risiko für Bandscheibenvorfälle in der Lendenwirbelsäule erhöhen. Ziel dieses von der DFG geförderten Projekts war es bisher, zu beleuchten, welche Mecha-nismen in der lumbalen Bandscheibe zu Bandscheibenvorfällen führen. Dabei wurde unter-sucht, bei welchen Patientenaktivitäten und Vorschädigungen Risse in der Bandscheibe ent-stehen können und wie sich diese ausbreiten. Dafür wurden Spenderwirbelsäulen in einem Bandscheibenbelastungssimulator mit verschiedenen dynamischen Belastungsprotokollen belastet. Diese dynamische Belastungsprotokolle spiegeln Patientenaktivitäten wieder, die oft in Verbindung mit einem erhöhten Risiko für Bandscheibenvorfälle in Verbindung gebracht werden, wie zum Beispiel das Heben schwerer Lasten „mit krummem Rücken“. Mit dieser neuen Methode konnten in vitro an lumbalen Schafs- und humanen Wirbelsäulensegmenten Bandscheibenvorfälle unter physiologischen Bedingungen erfolgreich provoziert und näher untersucht werden. Neben der Beantwortung vielfältiger grundlagenwissenschaftlicher Frage-stellungen zu den Entstehungsmechanismen lumbaler Bandscheibenvorfälle ermöglicht dies, Operationsverfahren und neue Implantate unter realistischen Lastbedingungen auf den Prüf-stand zu stellen. Im Verlauf des aktuellen Projekts stellte sich außerdem heraus, dass die Übertragung der Erkenntnisse aus der lumbalen Wirbelsäule auf die zervikale Wirbelsäule nicht so trivial ist, wie angenommen wurde. Die Bandscheibe der Halswirbelsäule unterscheidet sich strukturell deutlich von der lumbalen und ist der weitaus flexiblere Wirbelsäulenabschnitt und kann somit weit extremere und komplexere Bewegungen ausführen. In weiteren Studien sollen deshalb im Rahmen der Projektfortsetzung zunächst anatomische sowie strukturelle Unterschiede zervikaler Bewegungssegmente und Bandscheiben im Ver-gleich zu lumbalen detaillierter untersucht und die Belastungsprotokoll darauf basierend wei-terentwickelt werden. Das Ziel der Projektfortsetzung ist es dann, mit diesen Belastungspro-tokollen zervikale Bandscheibenvorfälle und deren Entstehungsmechanismus weiter zu un-tersuchen, um Risikofaktoren zu definieren und neue Therapieansätze vorzuschlagen. Mit diesen Protokollen sollen danach auch Implantate für die Halswirbelsäule unter realistischen Lastbedingungen alltäglicher Patientenaktivitäten untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen