Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Vergleichende in vitro Studie zur Biomechanik unterschiedlicher Verfahren der Laryngoplastik beim Pferd und deren Anwendung am Patienten

Riedel, Jutta

Laryngeal paresis and paralysis has long been recognised as a progressive and incurable disease of horses. The most common type of equine laryngeal paralysis, termed recurrent laryngeal neuropathy (RLN) or idiopathic laryngeal hemiplegia (ILH), is caused by a distal degeneration of the recurrent laryngeal nerve. RLN usually affects the left side of the larynx and, less frequently, the right side or occurs bilaterally (MARKS et al. 1970). Prosthetic laryngoplasty, first described by MARKS et al. (1970), is the treatment of choice for RLN in horses where airway obstruction and exercise intolerance are the primary concern (HAWKINS et al. 1997). In this surgical procedure a mostly non-absorbable suture is placed between the cricoid cartilage and the muscular process of the arytenoid cartilage to replace the function of the atrophic cricoarytaenoideus dorsalis muscle. The laryngoplasty fails to maintain abduction of the arytenoid cartilage presumably because the prosthesis gradually cuts partly or completely through the laryngeal cartilage (MACKAY-SMITH et al. 1973). This laryngoplasty failure is explained by an insufficiency of the muscular process to retain the prosthesis. To increase the holding strength and dynamic elasticity of the arytenoid cartilage the implantation was modified by a “double-loop” technique. In an in vitro assessment the left muscular processes of 40 larynges were implanted with a double-loop suture (mersilene®, metric 6). The control consisted of 40 single-loop implanted larynges. Using a ZWICK material testing machine, progressive forces were applied to the prosthesis until the suture was pulled through the muscular process or the thread itself was torn off. In the double-loop technique the suture tore in 20 cases (50%) and in the other 20 cases it was pulled through the arytenoid cartilage. In 92,5% of the single-loop implantation (37 larynges) the cartilage failed and only 3 times resulted in a rupture of the thread. The mean force (166,2N, p = 0,001211) and mean tension (29,3%, p < 0,0001) causing a material rupture (muscular process or suture failure) were significantly higher in the double-loop implantation. In the single loop technique the mean force and tension were measured with 135,1N and 14,2%. The 20 double loop specimens that had cartilage failure reached a mean force of 152,3N and a tension of 29,4%. In contrast to the 37 single loop specimens with a mean force of 128,8N and a tension of 14,0%. This difference of the implantation techniques was for the force values with p = 0,01596 and for the tension values with p < 0,0001 statistically significant. In both methods there were specimens in which a partial failure of the cartilage occurred before the complete material rupture. This partial cutting through the muscular process must be evaluated in vivo as a failure of laryngoplasty. The mean force and tension were in the double loop implantation with 113,7N (p < 0,0001) and 13,6% (p = <0,0001) significantly higher than in the single loop implantation with 74,6N and 6,7%. These results show significantly increased cartilage retention strength and significantly increased dynamic elasticity when the prosthesis was double loop implanted in contrast to single loop implanted prosthesis. In the Tierklinik Telgte, Münster, Germany, the double-loop laryngoplasty was performed in 20 horses with RLN grade 3 and 4. The results were compared to 20 single implanted horses with grade 3 and 4 RLN. All horses have been re-examined immediately following surgery, after 6 weeks and 6 month in order to evaluate the success of the operation. 85% of both groups had no inspiratory noise after laryngoplasty. Two horses of the double loop implantation showed a hyper abduction of the left arytenoid cartilage. One individual of the single loop implantation group remained collapsed and one had a hyper abducted arytenoid cartilage. Postoperative results showed no difference in the implantation methods due to complications. HERDE (2001) found out that the cartilage retention decreases with increasing age of the horses. For this reason the double loop technique is recommended for older horses and for those who have to be re-operated.

Die Hemiplegia laryngis ist gekennzeichnet durch eine neurogene Atrophie der Kehlkopfmuskulatur, die eine gestörte Abduktion des linken Aryknorpels bedingt. Diese Parese oder Paralyse des zumeist linken Nervus laryngeus recurrens wird auch als „Recurrent Laryngeal Neuropathy“ (RLN) bezeichnet. Unter mehreren beschriebenen Operationsmöglichkeiten gilt die Laryngoplastik nach MARKS et al. (1970) weltweit als Methode der Wahl. Bei dieser Operation wird eine synthetische Prothese zwischen dem Processus muscularis und dem Cricoid implantiert um den fehlenden Muskeltonus zu ersetzen. Als häufige Komplikation treten eine postoperative Verminderung der Abduktion des Aryknorpels und die daraus resultierende Wiederkehr des abnormen Atemgeräusches auf. Die Ursache dieses Abduktionsverlustes ist häufig in einem teilweisen oder vollständigen Einschneiden der Prothese in den Knorpel begründet. In der vorliegenden Arbeit wurde die etablierte Operationsmethode nach Marks et al. (1970) durch eine Implantation mit doppelter Schlingenführung modifiziert, um einem Einschneiden in den Knorpel vorzubeugen. Dabei sollte die Vergrößerung der Auflagefläche des Implantates auf dem Knorpel eine Haltekraftsteigerung bewirken. Zunächst erfolgte in vitro die Implantation eines MersileneÒ Fadens (metric 6) mit doppelter Schlingenführung in den jeweils linken Processus muscularis von 40 Kehlkopfpräparaten. Als Kontrollgruppe wurden 40 linke Aryknorpel mit einem MersileneÒ Faden und einfacher Schlingenführung implantiert. Mit Hilfe eines ZWICK Materialprüfgerätes wurden progressive Zugkräfte solange auf die eingespannten Aryknorpelproben ausgeübt, bis ein Ausriss des MersileneÒ Fadens aus dem Muskelfortsatz erfolgte oder die Prothese selbst abriss. Während der Zugversuche wurden von jeder Probe Kraft/Dehnungsdiagramme aufgezeichnet. Die durchschnittlich erreichte Kraft[N] und Dehnung[%] waren mit 166,2N (p = 0,001211) und 29,3% (p < 0,0001) bei der Doppelschlingen-Implantation signifikant höher als bei der einfachen Implantation (135,1N; 14,2%). Bei 20 Päparaten (50%) mit doppelter Schlingenführung endeten die Zugprüfung mit einem Fadenabriss, und genauso häufig resultierte ein Ausriss des Fadens aus dem Muskelfortsatz des Aryknorpels. Bei 37 Präparaten (92,5%) mit einfacher Schlingenführung kam es zu einem Knorpelausriss und nur 3 mal (7,5%) zu einem Fadenabriss. Diese Resultate belegten, dass durch die Implantation der Prothese als Doppelschlinge die Knorpelhaltekraft und Dehnungsfähigkeit erhöht wurde. Der Vergleich beider Implantationsmethoden im Hinblick auf die Knorpelausriss-Präparate zeigte mit durchschnittlichen 152,3N (p = 0,01596) und 29,4% (p < 0,0001) einen statistisch signifikanten Unterschied der Kraft und der Dehnung bei der Doppelschlingen-Implantation. Die mittlere Kraft der einfachen Implantation lag bei 128,8N und die mittlere Dehnung bei 14,0%. Neben dem Knorpelausriss und dem Riss des Implantats konnte bei beiden Implantationstechniken im Rahmen der Zugprüfung auch ein erstes partielles Einreißen der Prothese aus dem Aryknorpel beobachtet werden. Dieser partielle Einriss trat bei der Doppelschlingen-Implantation bei signifikant höherer durchschnittlicher Kraft (113,7N) und Dehnung (13,6%) auf, als bei der einfachen Implantation (74,6N bzw. 6,7%), (p < 0,0001). Im Rahmen der in vivo Studie wurden 20 Pferde mit linksseitiger Hemiplegia laryngis 3. und 4. Grades in der Tierklinik Telgte einer Laryngoplastik mit doppelter Schlingenführung unterzogen. Die Operationsergebnisse nach 24 Stunden, 6 Wochen und 6 Monaten wurden den Ergebnissen von 20 einfach implantierten Patienten gegenübergestellt. Die Resultate beider Methoden, insbesondere die aufgetretenen Komplikationen waren sehr ähnlich. Jeweils 85% der Pferde beider Gruppen zeigten im Belastungstest nach 6 Monaten kein inspiratorisches Atemgeräusch mehr. Ein Pferd der einfachen Implantation hatte post operationem einen unterabduzierten linken Aryknorpel und ein Pferd zeigte eine Überabduktion. Bei zwei Pferden der Doppelschlingen-Implantation waren die linken Aryknorpel überabduziert. Aufgrund der in vitro ermittelten Ergebnisse bezüglich einer besseren Knorpelhaltekraft und Dehnungsfähigkeit des Aryknorpels bei der Doppelschlingen-Implantation, ist diese Operationsmethode, insbesondere bei älteren Pferden und bei Patienten, die zum wiederholten Mal einer Laryngoplastik unterzogen werden müssen, möglicherweise vorteilhaft im Vergleich zur einfachen Implantation.

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Riedel, Jutta: Vergleichende in vitro Studie zur Biomechanik unterschiedlicher Verfahren der Laryngoplastik beim Pferd und deren Anwendung am Patienten. Hannover 2006. Tierärztliche Hochschule.

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