Bandscheibenprothese - Medizinische Experten

Die Bandscheibenprothese, auch künstliche Bandscheibe genannt, hat heute einen festen Platz in der operativen Behandlung von Bandscheibenschäden und Verschleisserkrankungen der Wirbelsäule. Für den Erfolg eines Eingriffes, bei dem eine künstliche Bandscheibe implantiert wird, ist es entscheidend, dass nur jene Patienten dafür ausgewählt werden, die dafür auch geeignet sind. Vor der Implantation einer Bandscheibenprothese sind deshalb sehr genaue diagnostische Voruntersuchungen notwendig.

Weitere Informationen zur Bandscheibenprothese finden Sie im Text weiter unten.

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Bandscheibenprothese - Weitere Informationen

Abnutzungserscheinungen der Wirbelsäule

Die Fortbewegung aller Wirbeltiere – und damit auch des Menschen – ist geknüpft an die intakte Struktur und Funktion der Wirbelsäule. Freie und unbehinderte Fortbewegung wiederum ist wichtige Voraussetzung für Unabhängigkeit, Selbstbestimmung und Selbstversorgung. Mit fortschreitendem Lebensalter, bei ungünstiger Lebensweise wie Bewegungsmangel oder Rauchen kann es – insbesondere bei Menschen, die dazu eine erbliche Veranlagung haben – zu Abnutzungserscheinungen der Wirbelsäule (degenerativen Veränderungen) und damit zu Schmerzen und Bewegungsstörungen kommen. Meist beginnen diese Veränderungen an den Bandscheiben, den elastischen Stossdämpfern, 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 hohe physikalische Wasserbindungsfähigkeit und besteht daher zu 80 Prozent aus Wasser. Da man Wasser nicht zusammendrücken (komprimieren) kann, ist der Kern nicht wirklich weich, er ist aber dadurch verformbar, dass er sich innerhalb des Faserringes verschieben und den Faserring dehnen kann (Abb.1).

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Abbildung 1: Verschiebung des Bandscheibenkerns beim Vorbeugen (Bild: R. Schönmayr)

Es herrscht hoher Druck im Inneren der Bandscheibe, daher besitzt sie keine Blutgefässe und keine Nerven. Dennoch findet in ihr Stoffwechsel statt mit Nährstoffzufuhr zu den Knorpelzellen und Abtransport von Stoffwechselprodukten. Dies geschieht mit dem Gewebswasser, das bei Belastung der Bandscheibe über kleine siebartige Öffnungen in den Knochen der Wirbelkörper gepresst wird. Bei Entlastung – vor allem nachts im Liegen – wird dann wieder Gewebsflüssigkeit aus den Wirbelkörpern angesaugt. Je häufiger der Wechsel zwischen Be- und Entlastung erfolgt, desto besser der Stoffwechsel der Bandscheiben. Oder andersherum: je weniger die Bandscheiben be- und entlastet werden, desto schlechter der Stoffaustausch und desto schneller schreiten Alterung und Verschleiss der Bandscheiben voran.

Entstehung eines Bandscheibenvorfalls

Ähnlich wie ein Autoreifen, der Luft verliert, verliert die Bandscheibe dabei ihre Wasserbindugsfähigkeit und damit ihren Wassergehalt. Sie sinkt zusammen, wird dabei spröde und rissig. Weil die Bandscheiben nicht mehr prall gefüllt sind, können die Wirbel nun kleine Rutschbewegungen vollführen, die auch den Faserring in unnatürlicher Weise belasten und schliesslich schädigen. Risse im Fasering können auftreten, durch die sich Teile des Nukleus herausdrücken können – es kommt zum Bandscheibenvorfall.

Folgen und Symptome eines Bandscheibenvorfalls

Da der Faserring vorne und seitlich dicker ist als hinten, treten Bandscheibenvorfälle gehäuft an der Rückseite der Wirbelkörper auf, dort wo der Wirbelkanal und die Nervenkanäle sind. Das bedeutet, dass neben den Rücken- oder Nackenschmerzen, die ein Bandscheibenvorfall auslöst, auch Nervenschmerzen auftreten können. Was es bedeutet, wenn ein Nerv direkt mechanisch gereizt wird, wissen wir alle vom Zahnarzt: heftige, zum Teil wie elektrisierende Schmerzen. Die Schmerzen werden in dem Gebiet wahrgenommen, in das der Nerv verläuft, seinem „Versorgungsgebiet“. 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 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 dessen Funktion gestört werden. Das kann sich in kribbelnden Missempfindungen (Ameisenlaufen), Taubheitsgefühl bis hin zur Gefühllosigkeit äussern, es können aber auch Lähmungen in den von diesem Nerven versorgten Muskeln auftreten. Bei sehr grossen Vorfällen an der Lendenwirbelsäule können auch die Nerven geschädigt werden, die die Blasenentleerung und den Schliessmuskel am Enddarm kontrollieren. Die Folge sind dann die Unfähigkeit, die gefüllte Blase zu entleeren und den Stuhlgang zu kontrollieren.

Bei Vorfällen an der Halswirbelsäule kann es auch zu Druck auf das Rückenmark kommen. Das bedeutet in der Regel nicht gleich eine Querschnittslähmung, aber es kann zu erheblicher Gangunsicherheit (Atxie), vermehrter Muskelsteifigkeit in den Beinen (Spastik) und Gefühlsstörungen an verschiedenen Körperstellen kommen.

Konservative Massnahmen bei einem Bandscheibenvorfall

Solange Bandscheibenvorfälle keine Nervenschädigungen verursachen, kann versucht werden, sie mit einem ganzen Arsenal von nicht-operativen „konservativen“ Massnahmen zu behandeln. Dazu gehören Medikamente ebenso wie Krankengymnastik, manuelle Therapie oder physikalische Anwendungen (Wärme, Wasser, Dehnung). Erst wenn diese Therapieversuche versagen oder wenn Zeichen einer Nervenschädigung vorhanden sind, ist eine Operation zu erwägen.

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Abbildung 2: Bandscheibenvorfall der Lendenwirbelsäule im Kernspintomogramm (MRT) (Bild: R. Schönmayr)

Voruntersuchungen bei einem Bandscheibenvorfall

Vor einer Operation sind nach einer körperlichen und neurologischen Untersuchung Bilduntersuchungen erforderlich. Dies sind Röntgenbilder und entweder die Kernspintomographie (MRT) oder die Computertomographie (CT). Manchmal ist auch eine Kontrastuntersuchung (Myelographie) mit nachfolgender Computertomographie erforderlich. Mit diesen Bilduntersuchungen wird der Vorfall dargestellt, seine Grösse und genaue Lage ist erkennbar (Abb. 2).

Operation bei einem Bandscheibenvorfall

Bei der Operation an der Lendenwirbelsäule wird über einen sehr kleinen Zugang in der Mitte oder etwas seitlich am Rücken endoskopisch oder mikroskopisch der Vorfall aufgesucht und entfernt. Manchmal muss auch noch aus dem Inneren der Bandscheibe bröckeliges Material ausgeräumt werden.

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 es nicht gelingt, durch konsequenten Aufbau der Rückenmuskeln die kranke Bandscheibe zu stabilisieren, können dauerhafte, unter Bewegung und Belastung zunehmende Rückenschmerzen die Folge sein. Es kann zu Folgeschäden an den Wirbelgelenken (Arthrose) und den knöchernen Wirbelkörperendplatten (Osteo-chondrose) kommen, die ihrerseits wieder Schmerzen verursachen können. Es leuchtet ein, dass auch eine unzureichend trainierte Rückenmuskulatur schmerzt, insbesondere bei Fehlhaltungen oder Verkrümmung der Wirbelsäule.

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Abbildung 3: Spondylodese = Versteifung zweier Wirbelkörper durch Verschraubung der Wirbel und ein zwischen die Wirbelkörper eingebrachtes Kunststoff- und Knochenimplantat über einen operativen Zugang von hinten. (Bild: R. Schönmayr)

Spondylodese bei einem Bandscheibenvorfall

Sind derartige „chronische“ Rückenschmerzen anderweitig nicht zu beherrschen, gibt es verschiedene operative Verfahren, die dann zum Einsatz kommen können. Eine seit Jahrzehnten bekannte und mit moderner Technik weiterentwickelte Operation ist die „Spondylodese“, bei der zwei benachbarte Wirbel fest miteinander verbunden werden (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 wird. Dennoch hat diese Methode Nachteile: zum einen werden bei weitem nicht alle Operierten beschwerdefrei, zum anderen kommt es zu einer vermehrten Belastung der benachbarten Bandscheiben. Vor allem, wenn diese auch schon Zeichen der Abnutzung aufweisen, kann sich diese im Lauf der Zeit dadurch verstärken, und es können entsprechende Beschwerden auftreten.

Künstliche Bandscheibe als Alternative zur Wirbelsäulenversteifung

Um eine ungünstige Umverteilung der Belastung nach einer Wirbelsäulenversteifung (Spondylodese) zu vermeiden, hat man schon sehr lange daran gedacht, eine geschädigte Bandscheibe so zu ersetzen, dass nach Beseitigung des Vorfalls die Beweglichkeit erhalten – oder besser noch – wie bei einer gesunden Bandscheibe wieder hergestellt wird.

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Abbildung 4: Bandscheibenprothese M6 met elastischem Kern, umgeben von einem Polyäthylengeflecht ähnlich einem natürlichen Faserring. Die Keile an den Endplatten dienen der Verankerung an den Wirbelkörpern. (Bild: SpinalKinetics Inc., Hersteller der M6)

Allererste Versuche in den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts mit dem Einsetzen einer Stahlkugel anstelle der Bandscheibe sind gescheitert. In grösserem Umfang wurden künstliche Bandscheiben an der Lendenwirbelsäule seit 1984 eingesetzt. Frau Dr. Büttner-Janz und Prof. Schellnack im damaligen Ost-Berlin haben eine Konstruktion aus einem Plastikgleitkern und zwei Prothesenplatten aus einer Metall-Legierung entwickelt, die zwischen zwei Lendenwirbelkörper gesetzt wurde, um dort die defekte Bandscheibe zu ersetzen. Anfängliche Probleme mit der Materialbeständigkeit sind im Lauf der Jahre überwunden worden, so dass die heute verfügbare 3. Generation der „Charité-Disc“ ein ausgereiftes und weltweit eingesetztes Implantat ist. Mittlerweile gibt es auch eine grosse Zahl von künstlichen Bandscheiben anderer Hersteller und anderer Konstruktionsprinzipien.

Das aus meiner Sicht derzeit interessanteste ist eine Prothese, die zwischen zwei Titanplatten einen elastischen Kern besitzt, der von einem Fasergeflecht umgeben ist, das einem natürlichen Annulus sehr ähnlich ist (Abb. 4). Prüft man das Bewegungsmuster dieser künstlichen Bandscheibe in einer Testapparatur und vergleicht es mit dem einer intakten Bandscheibe, so ist die Ähnlichkeit des Bewegungsablaufes frappierend.

Was spricht gegen eine künstliche Bandscheibe?

Sollte nun jeder, der einen Bandscheibenschaden hat, solch eine künstliche Bandscheibe erhalten? Die Antwort lautet nein. Die Operation zum Einsetzen einer künstlichen Bandscheibe erfordert einen relativ aufwändigen Zugang vom Bauch her, bei dem die grossen Blutgefässe vor der Wirbelsäule (Bauchschlagader und grosse Bauchvene) mobilisiert und zur Seite verlagert werden müssen. Ein für die Sexualfunktionen wichtiges Nervengeflecht, das vor den Wirbel verläuft, kann verletzt werden und zu Störungen führen. Bei einem „normalen“ Bandscheibenvorfall genügt also nach wie vor die übliche, deutlich weniger belastende Bandscheibenoperation, die ja in etwa 90 Prozent zum Erfolg führt.

Für wen eignet sich eine künstliche Bandscheibe nicht?

Weiter hat sich gezeigt, dass bei Menschen, bei denen der Bandscheibenschaden fortgeschritten ist, und bereits knöcherne Veränderungen an den Wirbelkörpern und vor allem an den Wirbelgelenken eingetreten sind, eher nicht von einer künstlichen Bandscheibe profitieren. Der Grund wird 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 diese Gelenke bereits geschädigt, führen die vermehrte Bewegung und Belastung, wie sie nach Einsetzen einer künstlichen Bandscheibe auftreten, gehäuft zu verstärkten Schmerzen. In diesen Fällen ist es dann tatsächlich besser, die Beweglichkeit durch eine versteifende Operation still zu legen.

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Abbildung 5: fortgeschrittene Schädigung (Arthrose) der Wirbelgelenke (Bild: R. Schönmayr)

Für wen eignet sich eine künstliche Bandscheibe?

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 noch keine fortgeschrittenen Schäden aufweisen - insbesondere die Wirbelgelenke sollten noch funktionstüchtig und ohne Schmerzen belastbar sein. Ob dies der Fall ist, kann vor einer geplanten Operation überprüft werden.

Unter diesen Voraussetzungen kommen durchaus auch Patienten in Frage, die bereits eine Operation an der betroffenen Bandscheibe hinter sich haben. Es kommen auch Patienten in Frage, die Bandscheibenschäden in mehreren Etagen haben, allerdings gibt es aus verschiedenen Veröffentlichungen Hinweise darauf, dass die Ergebnisse danach nicht ganz so gut sind.

Manchmal kann es auch sinnvoll sein, Operationsverfahren zu kombinieren: eine Bandscheibe mit starker Begleitschädigung der knöchernen Strukturen wird mittels Wirbelkörperversteifung (Spondylodese) behandelt, die benachbarte, weniger stark geschädigte Etage (Segment) wird mit einer künstlichen Bandscheibe versorgt. Dies bietet den Vorteil, dass die nächste darüberliegende Bandscheibe nicht einer vermehrten mechanischen Belastung ausgesetzt wird, also der Dominoeffekt einer „Anschlussinstabilität“ vermieden wird.

Wann ist eine künstliche Bandscheibe an der Halswirbelsäule sinnvoll?

Am Hals sind die statische Belastung der Wirbelsäule geringer und die Beweglichkeit ausgeprägter; daher wird hier häufiger eine künstliche Bandscheibe eingesetzt. 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.

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Abbildung 6: Bandscheibenvorfall der Halswirbelsäule im Kernspintomogramm (MRT) (Bild: R. Schönmayr)

Der Einbau einer künstlichen Bandscheibe an der Halswirbelsäule ist zudem deutlich weniger aufwändig oder belastend als an der Lendenwirbelsäule. Über einen sehr einfachen Zugang von der Halsvorderseite, bei der die gut verschieblichen Halsweichteile vorsichtig auseinandergedrängt werden, entfernt man – meist unter dem Mikroskop – die kranke Bandscheibe und den Vorfall. Danach wird der Bandscheibenraum etwas aufgerichtet, bis er wieder eine regelrechte Stellung hat, und die Prothese wird unter Durchleuchtungskontrolle eingesetzt und ihre Beweglichkeit wird überprüft (Abb. 7). Eine postoperative Stabilisierung der Halswirbelsäule durch eine Halskrause (Orthese) ist nicht erforderlich, nach wenigen Tagen kann man das Krankenhaus verlassen. Nach etwa 3 Monaten ist die künstliche Bandscheibe so fest verankert, dass alle alltäglichen Belastungen wieder möglich sind. Wann bestimmte Sportarten wieder ausgeübt werden können muss im Einzelfall vom Operateur entschieden werden.

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Abbildung 7: Implantierte Bandscheibenprothese (M6) zwischen 5. Und 6. Halswirbel im postoperativen Röntgenbild von vorne und von der Seite (Bild: R. Schönmayr)

Versteifungsoperation oder künstliche Bandscheibe?

Was man aber wissen sollte ist, dass die Erfolgsrate hinsichtlich Schmerzen und neurologischer Symptome bei einer versteifenden Operation genauso gut sind wie bei Implantation einer künstlichen Bandscheibe. Ob das Erhalten der Beweglichkeit im operierten Segment auf Dauer Verschleissschäden an den Nachbarbandscheiben verhindern kann, muss erst noch durch Langzeituntersuchungen nachgewiesen werden.

Komplikationen und Risiken der Implantation einer künstlichen Bandscheibe

Nicht zu vernachlässigen darf man auch mögliche Komplikationen bei einer Operation mit Implantation einer künstlichen Bandscheibe. Dabei muss man unterscheiden zwischen Komplikationen, die beim operativen Zugangsweg und ganz allgemein bei jeder derartigen Operation auftreten können und solchen, die von der implantierten Prothese ausgehen können. Zum Glück sind derartige Komplikationen sehr selten, vor allem scheint nach den bisherigen Erfahrungen die Materialbeständigkeit der Implantate kein Problem zu sein.

Noch nicht ausreichend bekannt ist, was mit einer Prothese geschieht, wenn mit dem Alter die Knochenqualität der Wirbel schlechter wird (Stichwort: Osteoporose) und die relativ harten Metallbestandteile in den Knochen einsinken könnten. Von ähnlich gelagerten Fällen mit anderen Implantaten kann man aber rückschliessen, dass im schlimmsten Fall eine Verknöcherung um das Implantat herum eintritt, also eine spontane, sich langsam entwickelnde Versteifung – also das Ergebnis, was eine versteifende Operation herbeigeführt hätte. Derartige spontane knöcherne Überbrückungen sind in unterschiedlicher Häufigkeit bei den verschiedenen verfügbaren Modellen beobachtet worden – freilich ohne nachteilige Auswirkung auf das Operationsergebnis, was die Besserung der Schmerzen und der neurologischen Symptome betrifft. Die Beweglichkeit im operierten Segment allerdings geht verloren.

Fazit zur künstlichen Bandscheibe

Zusammengefasst kann man heute sagen, dass die künstliche Bandscheibe trotz ihres sehr umschriebenen Einsatzbereichs heute einen festen Platz in der operativen Behandlung von Bandscheibenschäden und Verschleisserkrankungen der Wirbelsäule gefunden hat. Wie bei allen derartigen Eingriffen ist für den Erfolg entscheidend, dass nur solche Patienten dafür ausgewählt werden, die dafür geeignet sind. Das erfordert sehr genaue diagnostische Voruntersuchungen und viel Erfahrung von Seiten des operierenden Arztes. Wenn sie aber korrekt angewendet und präzise implantiert worden sind, stellen sie einen Fortschritt und eine echte Bereicherung bei der Behandlung von Bandscheibenerkrankungen dar.

Autor: Prof. Dr. med. Robert Schönmayr

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