Bandscheibenprothese | Spezialisten und Informationen

Der Bandscheibenvorfall als Indikation für eine künstliche Bandscheibe

Abnutzungserscheinungen der Wirbelsäule

Die Fortbewegung aller Wirbeltiere – und damit auch des Menschen – ist geknüpft an die intakte Struktur und Funktion der Wirbelsäule.

Mit fortschreitendem Lebensalter kann es bei ungünstiger Lebensweise wie Bewegungsmangel oder Rauchen zu Abnutzungserscheinungen der Wirbelsäule kommen.

Diese degenerativen Veränderungen führen zu Schmerzen und Bewegungsstörungen. Auch eine genetische Veranlagung kann diese Symptome begünstigen.

Meist beginnen diese Veränderungen an den Bandscheiben. Sie sind elastische Stoßdämpfer, die zwischen den knöchernen Wirbelkörpern liegen und durch ihre Verformbarkeit die Beweglichkeit der Wirbelsäule ermöglichen.

Aufbau und Funktion der Bandscheibe

Eine gesunde Bandscheibe besteht aus einem derben, festen Ring aus Bindegewebsfasern (Kollagen), dem „Annulus“, der den Bandscheibenkern (Nukleus) umschließt.

Der Nukleus hat eine hohe physikalische Wasserbindungsfähigkeit und besteht zu 80 Prozent aus Wasser. Da man Wasser nicht zusammendrücken (komprimieren) kann, ist der Kern nicht wirklich weich. Er ist aber so verformbar, dass er sich innerhalb des Faserringes verschieben und den Faserring dehnen kann (Abb.1).

Verschiebung des Bandscheibenkerns beim Vorbeugen @ R. Schönmayr

Im Inneren der Bandscheibe herrscht hoher Belastungsdruck, daher besitzt sie keine Blutgefäße und keine Nerven.

Trotzdem finden hier Stoffwechselprozesse statt, die dazu dienen, die Knorpelzellen mit Nährstoffen zu versorgen und Stoffwechselprodukte abzutransportieren.

Dies geschieht mit dem Gewebswasser. Bei Belastung der Bandscheibe gelangt es über kleine siebartige Öffnungen in den Knochen der Wirbelkörper.

Bei Entlastung – vor allem nachts im Liegen – saugt der Körper die Gewebsflüssigkeit wieder aus den Wirbelkörpern an.

Je häufiger der Wechsel zwischen Be- und Entlastung erfolgt, desto besser ist der Stoffwechsel der Bandscheiben. Oder andersherum: Je weniger wir unsere Bandscheiben be- und entlasten, desto schlechter der Stoffaustausch und schneller Alterung und Verschleiß der Bandscheiben.

Ursachen eines Bandscheibenvorfalls

Ähnlich wie ein Autoreifen, der Luft verliert, verliert die Bandscheibe ihre Wasserbindungsfähigkeit und damit ihren Wassergehalt. Sie sinkt zusammen und wird spröde und rissig.

Weil die Bandscheiben nicht mehr prall gefüllt sind, können die Wirbel nun kleine Rutschbewegungen machen. Diese belasten und schädigen auch den Faserring in unnatürlicher Weise.

Risse im Faserring können auftreten, durch die sich Teile des Nukleus herausdrücken können. Es kommt zum Bandscheibenvorfall.

Da der Faserring vorne und seitlich dicker ist als hinten, treten Bandscheibenvorfälle gehäuft an der Rückseite der Wirbelkörper auf. Dort liegen der Wirbelkanal und die Nervenkanäle.

Das bedeutet, dass neben den Rücken- oder Nackenschmerzen, die ein Bandscheibenvorfall auslöst, auch Nervenschmerzen auftreten können. Sie können sich als heftige, zum Teil wie elektrisierende Schmerzen äußern.

Symptome eines Bandscheibenvorfalls

Patienten nehmen die Schmerzen in der Körperregion wahr, wo der betroffene Nerv liegt. Daher kommt es bei Bandscheibenvorfällen der Lendenwirbelsäule zu Beinschmerzen, bei Vorfällen der Halswirbelsäule zu Armschmerzen.

Diese Schmerzen sind sehr heftig und meist auch abhängig von der Stellung und Bewegung der Wirbelsäule. Daher nehmen die schmerzgeplagten Menschen eine vorsichtige Entlastungshaltung ein und vermeiden Bewegungen und Belastungen der Wirbelsäule.

Dabei spannen sich die Rückenmuskeln reflexartig stark an, um Bewegungen des betroffenen Wirbelsäulenabschnitts zu verhindern.

Drückt der Vorfall sehr stark oder längere Zeit auf einen Nerven, kann das folgende Missempfindungen verursachen:

• Kribbelnden Missempfindungen (Ameisenlaufen)
• Taubheitsgefühl
• Gefühllosigkeit

Es können auch Lähmungen in den Nerven der versorgten Muskeln auftreten.

Große Vorfälle an der Lendenwirbelsäule können die Blasenentleerung und den Schließmuskel am Enddarm beeinträchtigen. Patienten sind dann nicht in der Lage, die gefüllte Blase zu entleeren und den Stuhlgang zu kontrollieren.

Bei Vorfällen an der Halswirbelsäule kann es zu einem Druck auf das Rückenmark kommen. Das bedeutet in der Regel nicht gleich eine Querschnittslähmung, aber es kann zu folgenden Problemen kommen:

• erheblicher Gangunsicherheit (Ataxie)
• vermehrter Muskelsteifigkeit in den Beinen (Spastik) und
• Gefühlsstörungen an verschiedenen Körperstellen

Konservative Maßnahmen bei einem Bandscheibenvorfall

Solange Bandscheibenvorfälle keine Nervenschädigungen verursachen, behandeln Ärzte sie mit nicht-operativen „konservativen“ Maßnahmen.

Dazu gehören:

• Medikamente
• Krankengymnastik
• Manuelle Therapie oder
• Physikalische Anwendungen (Wärme, Wasser, Dehnung)

Erst wenn diese Therapieversuche versagen oder wenn eine Nervenschädigung vorliegt, ist eine Operation zu erwägen.

Bandscheibenvorfall der Lendenwirbelsäule im Kernspintomogramm (MRT) @ R. Schönmayr

Operation bei einem Bandscheibenvorfall

Vor einer Operation sind nach einer körperlichen und neurologischen Untersuchung Bilduntersuchungen erforderlich. Dies sind Röntgenbilder wie die Kernspintomographie (MRT) oder die Computertomographie (CT). Manchmal ist auch eine Kontrastuntersuchung (Myelographie) mit nachfolgender Computertomographie erforderlich.

Mit diesen Bildern ist die Darstellung des Vorfalls möglich. Größe und genaue Lage sind erkennbar (Abb. 2). Diese Kenntnisse sind für die Planung des folgenden operativen Eingriffs dringend notwendig.

Bei der Operation an der Lendenwirbelsäule erfolgt ein sehr kleiner Zugang in der Mitte oder etwas seitlich am Rücken. Der Arzt sucht den Vorfall endoskopisch oder mikroskopisch auf und entfernt ihn. Manchmal muss er im Inneren der Bandscheibe bröckeliges Material ausräumen.

Ziele und Prognose einer Bandscheiben-OP

Nach der Operation verschwinden die Beinschmerzen meist rasch, da ja der Druck auf den Nerven beseitigt ist. Nervenschäden dagegen brauchen länger, um sich zu erholen. Bei sehr starken Schäden kann es auch sein, dass sich diese gar nicht oder nur teilweise bessern.

Was die Rückenschmerzen anlangt, ist der Erfolg der Operation nicht immer so gut: der Bandscheibenschaden ist ja nicht behoben, die unnatürlichen Rutschbewegungen nicht beseitigt.

Wenn der konsequente Aufbau der Rückenmuskeln die kranke Bandscheibe nicht stabilisiert, können dauerhafte Rückenschmerzen die Folge sein.

Es kann zu Folgeschäden an den Wirbelgelenken (Arthrose) und den knöchernen Wirbelkörpern Endplatten (Osteochondrose) kommen. Diese verursachen wieder Schmerzen. Es leuchtet ein, dass auch eine unzureichend trainierte Rückenmuskulatur schmerzt, insbesondere bei Fehlhaltungen oder Verkrümmung der Wirbelsäule.

Versteifung zweier Wirbelkörper durch Verschraubung der Wirbel und ein zwischen die Wirbelkörper eingebrachtes Kunststoff- und Knochenimplantat über einen operativen Zugang von hinten @ R. Schönmayr

Sind chronische Rückenschmerzen anderweitig nicht zu beherrschen, gibt es verschiedene operative Verfahren, die zum Einsatz kommen können.

Spondylodese bei einem Bandscheibenvorfall

Eine seit Jahrzehnten bekannte und mit moderner Technik weiterentwickelte Operation ist die Spondylodese. Dabei verbinden Ärzte zwei benachbarte Wirbel fest miteinander (Abb.3).

Diese Versteifung führt zu einem knöchernen Verwachsen der beiden Wirbel miteinander. Die übrigen Wirbel bleiben freilich beweglich, so dass die Beweglichkeit der Wirbelsäule insgesamt nur gering beeinträchtigt ist.

Dennoch hat diese Methode Nachteile: Nicht alle Operierten erreichen Beschwerdefreiheit. Es kommt zu einer vermehrten Belastung der benachbarten Bandscheiben. Wenn diese schon Zeichen der Abnutzung aufweisen, kann sich diese im Lauf der Zeit verstärken. Es können entsprechende Beschwerden auftreten.

Künstliche Bandscheibe als Alternative zur Wirbelsäulenversteifung

Um eine ungünstige Umverteilung der Belastung nach einer Wirbelsäulenversteifung (Spondylodese) zu vermeiden, versuchen Mediziner, eine geschädigte Bandscheibe zu ersetzen. So können Ärzte die Beweglichkeit erhalten oder wiederherstellen.

Bandscheibenprothese M6 mit elastischem Kern, umgeben von einem Polyäthylengeflecht ähnlich einem natürlichen Faserring. Die Keile an den Endplatten dienen der Verankerung an den Wirbelkörpern @ SpinalKinetics Inc., Hersteller der M6

Erste Versuche mit einer künstlichen Bandscheibe (Bandscheibenprothese) schlugen jedoch fehl. In den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts scheiterten Ärzte mit dem Einsetzen einer Stahlkugel anstelle der Bandscheibe.

In größerem Umfang setzten sie künstliche Bandscheiben an der Lendenwirbelsäule seit 1984 ein. Frau Dr. Büttner-Janz und Prof. Schellnack entwickelten eine Konstruktion aus einem Plastikgleitkern und zwei Prothesenplatten aus einer Metalllegierung. Diese haben sie zwischen zwei Lendenwirbelkörper gesetzt, um dort die defekte Bandscheibe zu ersetzen.

Anfängliche Probleme mit der Materialbeständigkeit konnten sie im Lauf der Jahre überwinden. Daher ist die heute verfügbare 3. Generation der „Charité-Disc“ ein ausgereiftes und weltweit eingesetztes Implantat. Mittlerweile gibt es auch eine große Zahl von künstlichen Bandscheiben anderer Hersteller und anderer Konstruktionsprinzipien.

Die derzeit interessanteste Konstruktion ist eine Prothese, die zwischen zwei Titanplatten einen elastischen Kern besitzt. Dieser ist von einem Fasergeflecht umgeben, das einem natürlichen Annulus sehr ähnlich ist (Abb. 4).

Das Bewegungsmuster der künstlichen Bandscheibe ist ähnlich wie bei einer intakten Bandscheibe.

Nachteile einer künstlichen Bandscheibe

Allerdings ist eine künstliche Bandscheibe nicht für jeden Patient empfehlenswert. Die Operation für eine künstliche Bandscheibe erfordert einen aufwändigen Zugang vom Bauch. Dabei müssen Ärzte die großen Blutgefäße vor der Wirbelsäule (Bauchschlagader und große Bauchvene) mobilisieren und zur Seite verlagern.

Sie können auch ein wichtiges Nervengeflecht (für die Sexualfunktion) das vor den Wirbeln verläuft, verletzen und zerstören.

Bei einem normalen Bandscheibenvorfall genügt daher die übliche, deutlich weniger belastende Bandscheibenoperation. Diese ist in etwa 90 Prozent erfolgreich.

Menschen mit fortgeschrittenem Bandscheibenschaden und knöchernen Veränderungen an Wirbeln und Gelenken profitieren nicht von einer künstlichen Bandscheibe.

Der Grund ist klar, wenn wir die Wirbelgelenke betrachten. Diese verbinden gelenkig zwei Wirbel miteinander, sorgen für die Führung und Begrenzung der Bewegungen. Wie alle Gelenke sind auch sie Verschleiß unterworfen und können ganz charakteristische, vor allem bewegungsabhängige Schmerzen verursachen (Abb. 5).

Sind die Gelenke bereits geschädigt, führen eine vermehrte Bewegung und Belastung zu verstärkten Schmerzen. In diesen Fällen ist es besser, die Beweglichkeit durch eine versteifende Operation still zu legen.

Fortgeschrittene Schädigung (Arthrose) der Wirbelgelenke @ R. Schönmayr

Für wen eignet sich eine Bandscheibenprothese?

Wer ist nun der richtige Kandidat für eine künstliche Bandscheibe? Patienten mit chronischen, konservativ nicht ausreichend behandelbaren Rückenschmerzen, die hauptsächlich von der geschädigten Bandscheibe herrühren.

Die knöchernen Strukturen der benachbarten Wirbel sollten keine fortgeschrittenen Schäden aufweisen. Insbesondere die Wirbelgelenke sollten noch funktionstüchtig und ohne Schmerzen belastbar sein. Ob dies der Fall ist, können Ärzte vor einer geplanten Operation überprüfen.

Unter diesen Voraussetzungen kommen auch Patienten in Frage, die bereits eine Operation an der betroffenen Bandscheibe hinter sich haben.

Ebenso Patienten, die Bandscheibenschäden in mehreren Etagen haben. Allerdings zeigen verschiedene Veröffentlichungen, dass die Ergebnisse danach nicht so gut sind.

Manchmal kann es auch sinnvoll sein, Operationsverfahren zu kombinieren: Eine Bandscheibe mit starker Begleitschädigung der knöchernen Strukturen erhält eine  Wirbelkörperversteifung (Spondylodese). Die benachbarte, weniger stark geschädigte Etage (Segment) bekommt eine künstliche Bandscheibe.

Der Vorteil ist, dass der Patient die nächste darüber liegende Bandscheibe nicht vermehrt belasten muss. Ein Dominoeffekt mit „Anschlussinstabilität“ ist so ausgeschlossen.

Wann ist eine künstliche Bandscheibe an der Halswirbelsäule sinnvoll?

Am Hals sind die statische Belastung der Wirbelsäule geringer und die Beweglichkeit ausgeprägter. Daher kommt hier häufiger eine künstliche Bandscheibe zum Einsatz. Dennoch gilt auch hier, dass der knöcherne Verschleiß noch nicht zu weit fortgeschritten sein sollte.

Gerade bei Menschen jüngeren und mittleren Lebensalters kommen Bandscheibenvorfälle der Halswirbelsäule auch ohne stärkere Gelenkschädigung vor (Abb. 6), daher kann es bei dieser Gruppe sinnvoll sein, eine künstliche Bandscheibe zu verwenden.

Bandscheibenvorfall der Halswirbelsäule im Kernspintomogramm (MRT) @ R. Schönmayr

Der Einsatz einer künstlichen Bandscheibe an der Halswirbelsäule ist zudem deutlich weniger aufwändig oder belastend als an der Lendenwirbelsäule.

Ärzte entfernen die kranke Bandscheibe und den Vorfall über einen einfachen Zugang von der Halsvorderseite. Dabei drängen sie die gut verschiebbaren Halsweichteile vorsichtig auseinander.

Danach richten sie den Bandscheibenraum etwas auf, bis er wieder eine regelrechte Stellung hat. Die Prothese setzen sie unter Durchleuchtungskontrolle ein und überprüfen anschließend die Beweglichkeit (Abb. 7).

Eine postoperative Stabilisierung der Halswirbelsäule durch eine Halskrause (Orthese) ist nicht erforderlich. Nach wenigen Tagen können Patienten das Krankenhaus verlassen.

Nach etwa 3 Monaten ist die künstliche Bandscheibe so fest verankert, dass alltägliche Belastungen wieder möglich sind. Wann bestimmte Sportarten wieder möglich sind, muss der Operateur im Einzelfall entscheiden.

Implantierte Bandscheibenprothese (M6) zwischen 5. und 6. Halswirbel im postoperativen Röntgenbild von vorne und von der Seite @ R. Schönmayr

Komplikationen und Risiken der Implantation einer künstlichen Bandscheibe

Nicht zu vernachlässigen sind die möglichen Komplikationen bei einer Operation mit Implantation einer künstlichen Bandscheibe.

Dabei unterscheiden Mediziner zwischen:

• Komplikationen, die durch den operativen Zugangsweg auftreten und bei jeder Operation auftreten können
• Komplikationen, die von der implantierten Prothese ausgehen

Zum Glück sind derartige Komplikationen sehr selten. Bisherige Erfahrungen zeigen, dass die Materialbeständigkeit der Implantate keine Probleme macht.

Ungeklärt ist noch, was mit der Prothese geschieht, wenn die Knochenqualität der Wirbel mit dem Alter schlechter wird (Osteoporose). Die relativ harten Metallbestandteile könnten dann in den Knochen einsinken.

Ähnliche Fälle mit anderen Implantaten zeigen aber, dass im schlimmsten Fall eine Verknöcherung um das Implantat herum eintritt. Eine spontane, sich langsam entwickelnde Versteifung ist dann möglich.

Mediziner konnten derartige spontane knöcherne Überbrückungen unterschiedlich oft bei den verschiedenen verfügbaren Modellen beobachten. 

Jedoch ohne nachteilige Auswirkung auf:

• Operationsergebnis
• Besserung der Schmerzen und 
• Neurologische Symptome 

Die Beweglichkeit im operierten Segment allerdings geht verloren.

Fazit zur künstlichen Bandscheibe

Die Erfolgsrate hinsichtlich Schmerzen und neurologischer Symptome ist bei einer versteifenden Operation genauso gut wie bei der Implantation einer Bandscheibenprothese.

Ob die Beweglichkeit auf Dauer erhalten bleibt und Verschleißschäden an den Nachbarbandscheiben ausbleiben, ist bis heute noch nicht klar.

Zusammengefasst kann man sagen, dass die künstliche Bandscheibe einen festen Platz in der operativen Behandlung von Bandscheibenschäden hat.

Es sollten allerdings nur Patienten, die geeignet sind, eine künstliche Bandscheibe erhalten. Dafür sind genaue diagnostische Voruntersuchungen und viel Erfahrung von Seiten des operierenden Arztes erforderlich.

Bei korrekter Anwendung und präziser Implantation, ist die Bandscheibenprothese ein großer Fortschritt und eine Bereicherung.