Sicherheit und Wirksamkeit dreidimensional gedruckter patientenspezifischer Bohrschablonen für die expansive Open-Door-Laminoplastik
Die expansive Open-Door-Laminoplastik (EOLP) ist ein weit verbreitetes chirurgisches Verfahren zur Behandlung mehrstufiger zervikaler Myelopathien, verursacht durch Erkrankungen wie zervikale Spondylose, Ossifikation des hinteren Längsbands oder Spinalstenosen. Obwohl effektiv, birgt die traditionelle EOLP Risiken für Komplikationen wie vollständige Frakturen auf der Scharnierseite der Lamina oder ein Wiederzuschlagen der Lamina, die zu neurologischen Verschlechterungen führen können. Frühere Studien untersuchten Modifikationen zur Risikoreduktion, beispielsweise den Einsatz von Miniplatten anstelle von Nähten zur Fixierung. Dennoch bleibt die Inzidenz vollständiger Scharnierseitenfrakturen mit etwa 56,8 % hoch. Die präzise Positionierung der Knochenkerbe während der Laminoplastik gilt als entscheidender Faktor zur Minimierung dieser Frakturen. Diese Studie untersucht die Sicherheit und Wirksamkeit dreidimensional (3D) gedruckter patientenspezifischer Bohrschablonen zur Führung der Kerbenplatzierung bei der EOLP, um Komplikationen zu reduzieren und chirurgische Ergebnisse zu verbessern.
Methodik
Patientenkollektiv und Studiendesign
Retrospektiv wurden 22 Patienten (13 Männer, 9 Frauen; medianes Alter 57,1 Jahre) analysiert, die zwischen Juli 2016 und Februar 2018 am West China Hospital eine EOLP von C3 bis C7 unter Verwendung 3D-gedruckter Bohrschablonen erhielten. Die Ethikkommission genehmigte alle Eingriffe, und die Patienten gaben ihr Einverständnis.
Schablonenentwurf und Herstellung
Präoperative CT-Scans der Halswirbelsäule wurden mit der Software Mimics 17.0 (Materialise, Belgien) rekonstruiert. Digitale Schnittpfade wurden an der Verbindung von Lamina und lateralem Massiv auf der Öffnungs- und Scharnierseite simuliert. Ein 3D-Modell der Laminaoberfläche diente zur Erstellung einer maßgeschneiderten Schablone mit Kanälen entlang der geplanten Schnittpfade. Die finale Schablone wurde mittels Stereolithographie aus Acrylat-Harz (Beijing AK Medical Co., Ltd.) gefertigt, sterilisiert und bis zur Operation gelagert.
Chirurgische Technik
Nach Freilegung der Lamina via posteriorer Zugang wurde die Schablone auf jeder Lamina von C3 bis C7 positioniert. Auf der Öffnungsseite wurde eine vollständige Kerbe mittels Fräse erzeugt. Auf der Scharnierseite erfolgte eine partielle Kerbe unter Erhalt der inneren Kortikalis zur „Grünholzfraktur“. Die Lamina wurde angehoben, Adhäsionen gelöst und die Dekompression visuell bestätigt. Eine Centerpiece-Miniplatte (Medtronic Sofamor Danek) fixierte die expandierte Lamina.
Klinische und radiologische Bewertung
Klinische Outcomes wurden präoperativ sowie 1 Woche, 3, 6 und 12 Monate postoperativ erfasst. Die neurologische Funktion wurde mittels JOA-Score (Japanese Orthopedic Association), Schmerzen mittels VAS (visuelle Analogskala) bewertet. Komplikationen wie Infektionen, CSF-Leckagen, axiale Symptome oder C5-Paresen wurden dokumentiert.
Radiologische Parameter umfassten:
- Anteroposterioren Spinalkanaldurchmesser
- Pavlov-Ratio (Verhältnis von Kanaldurchmesser zu Wirbelkörperdurchmesser)
- C2–C7-Cobb-Winkel (sagittale Ausrichtung)
- C2–C7-Bewegungsbereich (ROM)
Postoperative CT-Scans (1 Woche) klassifizierten Scharnierseitenfrakturen als inkomplett (Grünholz) oder komplett. Lamina-Reclosure wurde als ≥10 %-Reduktion der Pavlov-Ratio definiert.
Ergebnisse
Chirurgische Outcomes
110 Laminae (C3–C7 bei 22 Patienten) wurden operiert. Die mittlere Operationszeit betrug 130,10 ± 11,83 Minuten, der Blutverlust 225,40 ± 92,69 ml. Keine schablonenbedingten Komplikationen traten auf.
Klinische Verbesserungen
Signifikante neurologische Verbesserungen und Schmerzreduktion:
- JOA-Scores stiegen von 8,55 ± 2,10 präoperativ auf 14,32 ± 1,29 nach 12 Monaten (P < 0,0001).
- VAS-Scores sanken von 5,74 ± 1,08 auf 2,82 ± 0,79 (P < 0,0001).
Komplikationen
- Drei Patienten entwickelten axiale Symptome (Nacken-/Schulterschmerzen), die sich unter Physiotherapie binnen 1 Monat zurückbildeten.
- Ein CSF-Leck wurde erfolgreich drainiert.
- Eine transiente C5-Parese besserte spontan.
- Keine Infektionen oder Lamina-Reclosures.
Radiologische Outcomes
- Anteroposteriorer Kanaldurchmesser stieg von 10,82 ± 2,50 mm auf 17,09 ± 3,07 mm (P < 0,0001).
- Pavlov-Ratio verbesserte sich von 0,44 ± 0,11 auf 0,89 ± 0,15 (P < 0,0001).
- C2–C7-Cobb-Winkel reduzierte sich von 19,21° ± 5,71° auf 14,88° ± 4,40° (P = 0,0142; leichter Lordoseverlust).
- C2–C7-ROM nahm von 48,48° ± 12,45° auf 39,86° ± 13,97° ab (P = 0,0129; postoperative Steifigkeit).
Scharnierseitenfrakturen
Von 110 Scharnierkerben zeigten 16 (14,5 %) komplette Frakturen im CT. Die Verteilung über C3–C7 war gleichmäßig (P = 0,9061). Alle Frakturen fusionierten progressiv: 81,3 % nach 3 Monaten, 93,8 % nach 6 Monaten, 100 % nach 12 Monaten. Keine Dislokation in den Spinalkanal.
Diskussion
Die Studie zeigt, dass 3D-gedruckte Bohrschablonen die Präzision der EOLP erhöhen und die Rate kompletter Scharnierseitenfrakturen im Vergleich zu Freihandtechniken (historisch 56,8 %) auf 14,5 % senken. Die konsistente Platzierung der Kerbe an der Lamina-lateral-Massiv-Grenze minimiert mediale Dislokationen – ein bekannter Risikofaktor.
Die hohe Fusionsrate kompletter Frakturen (100 % nach 12 Monaten) unterstreicht deren langfristige Stabilität. Das Ausbleiben von Lamina-Reclosures bestätigt die Haltbarkeit der Miniplattenfixierung bei präziser Kerbenpositionierung.
Die Reduktion von ROM und Lordose entspricht bekannten Laminoplastikfolgen durch Narbenbildung und Alterung, beeinträchtigte jedoch nicht die neurologische Erholung.
Einschränkungen
Retrospektives Design, kleine Stichprobe und begrenztes Follow-up limitieren die Aussagekraft. Die Kosten und Zeit für die Schablonenherstellung könnten die Verbreitung erschweren.
Schlussfolgerung
3D-gedruckte patientenspezifische Bohrschablonen verbessern die Präzision und Sicherheit der EOLP, reduzieren Scharnierseitenfrakturen und bieten eine vielversprechende Option für Hochrisikopatienten.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000476