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Advances in spine surgery enable technically safe interventions in older patients with disabling spine disease, yet postoperative delirium (POD) poses a serious risk for postoperative recovery. This study investigates biomarkers of pro-neuroinflammatory states that may help objectively define the pre-operative risk for POD. This study enrolled patients aged ≥60 scheduled for elective spine surgery under general anesthesia. Biomarkers for a pro-neuroinflammatory state included S100 calcium-binding protein β (S100β), brain-derived neurotrophic factor (BDNF), Gasdermin D, and the soluble ectodomain of the triggering receptor expressed on myeloid cells 2 (sTREM2). Postoperative changes of Interleukin-6 (IL-6), Interleukin-1β (IL-1β), and C-reactive protein (CRP) were assessed as markers of systemic inflammation preoperatively, intraoperatively, and early postoperatively (up to 48 h). Patients with POD (n = 19, 75.7 ± 5.8 years) had higher pre-operative levels of sTREM2 (128.2 ± 69.4 pg/mL vs. 97.2 ± 52.0 pg/mL, p = 0.049) and Gasdermin D (2.9 ± 1.6 pg/mL vs. 2.1 ± 1.4 pg/mL, p = 0.29) than those without POD (n = 25, 75.6 ± 5.1 years). STREM2 was additionally a predictor for POD (OR = 1.01/(pg/mL) [1.00–1.03], p = 0.05), moderated by IL-6 (Wald-χ2 = 4.06, p = 0.04). Patients with POD additionally showed a significant increase in IL-6, IL-1β, and S100β levels on the first postoperative day. This study identified higher levels of sTREM2 and Gasdermin D as potential markers of a pro-neuroinflammatory state that predisposes to the development of POD. Future studies should confirm these results in a larger cohort and determine their potential as an objective biomarker to inform delirium prevention strategies.
Die Nutzung von Hochfeld MRT Systemen zur Volumetrie und Beurteilung intradiskaler Veränderungen ist innovativ und eröffnet einzigartige Möglichkeiten bei der nicht invasiven Diagnostik und Kontrolle von therapeutischen Effekten an der Bandscheibe. In der vorliegenden Studie wurden 76 porcine Bandscheiben von 15 Schweinen in vitro hinsichtlich der Volumenänderung des Nucleus pulposus nach Mikrodiskektomie mit dem MD SpineWand® (Fa. Arthrocare) untersucht. Ziel der Untersuchungen war es, die Größe dieser Volumenänderung mit Hilfe des 7 Tesla Hochfeld MRT (BioSpin ClinScan®, Fa. Bruker) zu objektivieren und einen signifikanten Volumenunterschied bei Durchführung des OP-Verfahrens mit und ohne Applikation der Coblationsenergie nachzuweisen. Das Volumen des Nucleus pulposus konnte durch Anwendung der Mikrodiskektomie sowohl mit als auch ohne Einschalten der Coblationsenergie reduziert werden. Der Vergleich der Gruppen zeigte mit p < 0,001 jedoch eine hochsignifikant größere Volumenreduktion in der Versuchsgruppe. Insgesamt konnte in den Bandscheiben der Versuchsgruppe (n = 38) eine absolute Reduktion des Nukleusvolumen um 229,03 mm³ gemessen werden, wobei der Effekt in den Bandscheiben der LWS (n = 19) mit 257,01 mm³ größer war als in den etwas kleineren Bandscheiben der BWS (201,05 mm³, n = 19). Relativ zu den Ausgangsvolumina entsprechen diese Ergebnisse einer Volumenreduktion des Nucleus pulposus um 24,66 % in der LWS und 22,96 % in der BWS. Für die Kontrollgruppe ohne Anschalten der Coblationsenergie ergaben sich vergleichsweise relative Volumenreduktionen um 6,04 % in der LWS (n = 19) und 4,99 % in der BWS (n = 19). Zieht man zusätzlich die Volumina der hypointensen intradiskalen Läsionen mit in die Berechnungen ein, so ergibt sich ein hypothetischer reduzierender Volumeneffekt in der Versuchsgruppe von 37,47 % (LWS) und 37,23 % (BWS). Die Studie hat als erste ihrer Art die Volumenreduktion nach minimalinvasiver Mikrodiskektomie am porcinen Modell in vitro beschrieben. Die Übertragung der Ergebnisse auf ein in vivo-Modell sowie den Menschen bleibt offen, stellt jedoch eine interessante Zielstellung künftiger Forschung dar.