Regionale Variationen der intra- und intervertebralen trabekulären Mikroarchitektur am osteoporotischen Achsenskelett in Abhängigkeit von der Punktionsrichtung

Einleitung: Die trabekulären Strukturen in den Wirbelkörpern sind sowohl innerhalb der Halswirbelsäule (HWS), Brustwirbelsäule (BWS) und Lendenwirbelsäule (LWS) als auch innerhalb der Wirbel ungleich verteilt. Exakte mikrostrukturelle Kenntnisse dieser Strukturen könnten das Verständnis und die Therapie osteoporotischer Frakturen und möglicherweise auch chirurgische Verfahren beeinflussen. Zur Klärung der Pathomechanismen der verschiedenen osteoporotischen Wirbelkörperfrakturen (bei Fisch- Keil- und Plattwirbel) können entsprechende Untersuchungen einen Beitrag leisten. Vorliegend wurden von HWK 5 und 6, BWK 8 und 12 sowie LWK 1 und 3 Spongiosazylinder aus den jeweiligen Zentren und Randbereichen der Wirbelkörper sowohl in craniocaudaler als auch in ventrodorsaler Richtung punktiert und systematisch im Hinblick auf Knochenvolumenanteil, Trabekeldicke, Separation, Verbindungsdichte, Grad der Anisotropie und Struktur Model Index analysiert.

Methode: Mittels Jamshidi-Nadel (8 Gauge) wurden aus 360 bereits präparierten Wirbelkörpern aus jeweils 3 Quadranten (QI: Randbereich dexter, QII: zentral, QIII: Randbereich laevus) sowohl in der Frontal- als auch in der Transversalebene Proben gewonnen und jeweils mit einem Feuchttuch in einem 1,5 ml Eppendorf-Reaktionsgefäß vorbereitet. Die Untersuchungen erfolgten mithilfe eines Mikro-CT (Skyscan 1172, RJL Micro & Analytic GmbH, Deutschland). Alle erhobenen Daten wurden mit dem statistischen Softwarepaket Spss (Version 24.0, Armonk, NY: Ibm Corp., USA) analysiert. Für Vergleiche zwischen den Gruppen kamen der Students-t-Test, der Wilcoxon-Mann-Whitney-Test, der Chi-Quadrat-Test und die einfaktorielle Varianzanalyse zum Einsatz. Die diesbezügliche Wahl wurde sowohl von der Anzahl der zu untersuchenden Gruppen als auch in Abhängigkeit vom Resultat des Shapiro-Wilk-Tests auf Normalverteilung getroffen. Bei statistisch signifikanten Ergebnissen wurde der Post-hoc-LSD-Test eingeleitet.

Ergebnisse: Insgesamt wurden von 20 Körperspenden 360 Knochenproben gewonnen. Die craniocaudale Punktion ergab gleiche Größenordnungen für alle untersuchten Parameter in allen drei Quadranten mit den höchsten Werten in der HWS. Im Vergleich zwischen der ventrodorsalen und craniocaudalen Mikrostruktur ist in der craniocaudalen Richtung die Trabekeldicke signifikant geringer und der Grad der Anisotropie signifikant höher.

Diskussion: Aus diesen Ergebnissen ergibt sich eine, sich über die gesamte Breite des Wirbels erstreckende, geringere Dichte mittvertebral. Eine verminderte Trabekeldicke verursachte einen höheren Grad an Anisotropie und dadurch eine verminderte biomechanische Belastbarkeit. Damit lassen sich Fischwirbelbrüche gut erklären. Die ungleichen Veränderungen dieser Strukturen könnten für Veränderungen in dem mittels DXA-ermittelten „Trabecular Bone Score“ mitverantwortlich sein und dessen klinische Relevanz erklären.

Keywords: Mikro-CT, Osteoporose, Insuffizienzfraktur, Spongiosastruktur, Wirbelsäule

Korrespondenzadresse: Guido Schröder, Universitätsmedizin Rostock, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Schillingallee 35, 18057 Rostock, Deutschland, E-Mail: [e-mail]

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Article published online:
13 March 2024