Penggantian cakram buatan pertama pada tulang belakang servikal diperkenalkan pada tahun 1950-an dengan menggunakan bola baja tahan karat Fernstrom, yang juga dicoba secara klinis oleh McKenzie pada tahun 1969. Dua dokter Afrika Selatan lainnya, Reitz dan Joubert, juga melakukan apa yang disebut prostesis Fernstrom ini pada tahun 1964 pada pasien dengan sakit kepala yang tak tertahankan dan nyeri leher dan bahu, tetapi tidak ada tindak lanjut jangka panjang yang dilaporkan. Perkembangan utama dalam studi cakram buatan untuk tulang belakang servikal adalah pengembangan pada tahun 1989 oleh Dr Cummins di Frenchay Hospital, Bristol, di bagian barat Inggris, prostesis yang terbuat dari baja tahan karat dan disekrupkan ke badan vertebra, dengan rentang gerak yang tidak terbatas pada segmen yang sesuai. Cakram buatan serviks Bryan terbuat dari struktur tertutup logam-ke-polimer. Prostesis Bryan tidak memerlukan fiksasi khusus tambahan. Uji klinis dimulai di AS pada tahun 2002 di bawah bimbingan FDA. Rasional dan manfaat penggantian diskus artifisial pada tulang belakang leher i. Pencegahan degenerasi dan lesi pada segmen yang berdekatan Studi pencitraan retrospektif telah menemukan bahwa banyak pasien setelah ACDF mengalami perubahan degeneratif pada segmen yang berdekatan di zona fusi mereka. Dalam sebuah studi terhadap 180 pasien ACDF yang diikuti selama lebih dari 5 tahun, total 92% pasien ditemukan mengalami degenerasi baru atau perburukan degenerasi yang ada di segmen yang berdekatan dengan zona fusi. Dalam kelompok terbaru dari 44 pasien yang menjalani reseksi serviks subtotal anterior dan fusi dengan pencangkokan tulang, 75% mengalami perubahan degeneratif baru di segmen yang berdekatan dengan zona fusi pada MRI setelah tindak lanjut rata-rata 18 bulan. Meskipun sebagian besar pasien ini menunjukkan perubahan pencitraan (khususnya degenerasi segmen yang berdekatan), namun tidak ada satu pun dari mereka yang menunjukkan gejala klinis yang signifikan. Konsep lesi segmen yang berdekatan secara khusus mengacu pada radikulopati atau mielopati karena degenerasi segmen motorik yang berdekatan di zona fusi setelah fusi serviks anterior. Hilibrand et al. merangkum 409 pasien dengan fusi serviks anterior tanpa fiksasi internal, 374 di antaranya diikuti selama 21 tahun. Mereka menemukan bahwa lesi segmental yang berdekatan yang cukup bergejala sehingga memerlukan operasi ulang terjadi pada tingkat yang relatif konstan sebesar 2,9% per tahun, dengan C5-C6 dan C6-C7 menjadi segmen yang paling mungkin memiliki lesi segmental yang berdekatan. Mereka menyimpulkan bahwa dalam waktu 10 tahun fusi serviks anterior, kira-kira lebih dari seperempat pasien akan mengembangkan lesi segmen yang berdekatan. Tidak dapat disimpulkan apakah perubahan degeneratif yang terjadi pada segmen yang berdekatan merupakan hasil dari peningkatan tekanan mekanis pada segmen yang berdekatan dari zona fusi atau apakah perubahan ini hanyalah manifestasi dari perjalanan alami penyakit degeneratif itu sendiri. Kemungkinan kedua faktor tersebut berperan dalam patogenesis lesi segmental yang berdekatan. Pada sekelompok pasien dengan ACDF yang telah diperbaiki secara internal dengan pelat akibat trauma tulang belakang leher, setelah 5-9 tahun masa tindak lanjut, ditemukan bahwa 60% pasien mengalami degenerasi segmental yang berdekatan tanpa gejala klinis. Pada kelompok pasien tanpa spondilolistesis degeneratif pra-operasi, insiden degenerasi segmen yang berdekatan yang begitu tinggi menunjukkan pentingnya fusi ke segmen yang berdekatan. Namun, harus dicatat bahwa degenerasi segmental yang berdekatan yang terlihat pada pasien-pasien ini mungkin juga terkait dengan penggunaan fiksasi internal yang tidak tepat, seperti yang dijelaskan oleh Park dan Riew sehubungan dengan pengerasan segmental yang berdekatan karena cakupan pelat serviks anterior dari ruang tulang belakang yang berdekatan. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa hilangnya gerakan segmen yang menyatu memiliki efek biomekanis negatif pada segmen yang berdekatan. Efek ini telah dikuantifikasi dalam hal peningkatan kompensasi dalam kinematika segmental yang berdekatan selama gerakan tulang belakang leher dan peningkatan tekanan intradiscal yang berdekatan. Dua penelitian yang mengukur tekanan intra-disk yang berdekatan dengan C5-C6 sebelum dan sesudah simulasi kadaver ACDF keduanya menunjukkan peningkatan tekanan diskus yang berdekatan atas dan bawah selama fleksi dan ekstensi serviks. Peningkatannya mencapai 45%. Studi kadaver lainnya juga menemukan peningkatan gerakan segmental yang berdekatan dengan zona fusi; Eck et al. menemukan peningkatan gerakan pada segmen yang berdekatan di atas dan di bawah tulang belakang leher dalam fleksi, dengan peningkatan gerakan yang lebih besar pada segmen yang berdekatan di atas. Summers dkk. menemukan peningkatan yang lebih besar pada momentum segmental yang berdekatan pada fusi dua segmen dibandingkan dengan fusi segmen tunggal, dan Fuller dkk. menunjukkan bahwa peningkatan momentum fleksi segmental yang tidak menyatu konsisten dengan mobilitas sagital keseluruhan tulang belakang servikal. Mereka juga menemukan peningkatan yang lebih seimbang dalam momentum segmental yang berdekatan di atas dan di bawah zona fusi. Studi lain pada kadaver telah menyimpulkan bahwa penerapan C-TDR menghilangkan efek biomekanik yang merugikan dari fusi pada segmen yang berdekatan. dmitriev dkk. menemukan bahwa tekanan intradiscal yang berdekatan pada prostesis PCM jauh lebih kecil daripada tekanan intradiscal yang berdekatan di zona fusi. Tidak ada perbedaan tekanan intradiscal antara tulang belakang normal dan tulang belakang dengan prostesis cakram serviks implan dibandingkan dengan keduanya dalam kondisi pembebanan apa pun. Dua penelitian yang menggunakan dua prostesis diskus servikal yang berbeda (Prestige I dan ProDisc-C) telah menunjukkan bahwa prostesis diskus servikal memang mempertahankan gerakan normal pada tulang belakang servikal. C-TDR tidak mengubah pola gerak servikal, baik pada segmen yang diganti maupun pada segmen yang berdekatan. Temuan biomekanik di atas yang diperoleh pada kadaver telah dikonfirmasi oleh hasil studi klinis, dan dalam studi acak prospektif mereka, Wigfield dkk. membandingkan dua kelompok pasien yang menjalani C-TDR segmen tunggal (12 pasien, Prestige I) dan fusi segmen tunggal (13 pasien) sehubungan dengan perubahan gerak segmental yang berdekatan. Kelompok fusi menunjukkan peningkatan 5% dalam motilitas segmental yang berdekatan pada 6 bulan dan peningkatan 15% pada 12 bulan pasca-operasi dibandingkan dengan kelompok pra-operasi. Peningkatan motilitas terutama pada tingkat cakram yang berdekatan, yang normal sebelum pembedahan. Pada 1 tahun pascaoperasi, peningkatan motilitas segmental yang berdekatan secara signifikan lebih tinggi pada kelompok fusi daripada kelompok C-TDR. Mereka juga menemukan pengurangan ringan pada gerakan segmental yang berdekatan pada kelompok C-TDR dibandingkan dengan rentang gerak pra-operasi. Tidak jelas apa signifikansi pengurangan motilitas segmental yang berdekatan setelah C-TDR. Selain itu, Duggal dkk. menemukan bahwa pada pasien yang menjalani C-TDR segmen tunggal (C6-C7, Bryan disc), gerakan fisiologis serviks yang normal dipulihkan pasca operasi. Baik segmen pengganti C-TDR maupun gerakan segmental yang berdekatan tidak berubah dibandingkan dengan periode praoperasi. Hasil penelitian prospektif baru-baru ini tentang kejadian degenerasi segmen yang berdekatan dapat digunakan sebagai bukti klinis untuk mendukung pandangan bahwa C-TDR efektif dalam mencegah perkembangan degenerasi atau lesi segmen yang berdekatan. Dua kelompok pasien yang menjalani diskektomi serviks segmen tunggal dipelajari. Dalam satu kelompok, 187 pasien disatukan dengan menggunakan alat fusi intervertebralis (sangkar) dan dalam kelompok lain, 80 pasien disatukan dengan menggunakan C-TDR (Bryan). Kedua kelompok ditindaklanjuti dengan cara yang sama. Pada 2 tahun masa tindak lanjut, 27% pasien dalam kelompok fusi memiliki perubahan pencitraan baru dari degenerasi diskus dibandingkan dengan 14% pada kelompok C-TDR. Insiden nyeri leher, bahu dan lengan adalah 32% pada kelompok fusi dan 1% pada kelompok C-TDR. Operasi ulang untuk degenerasi segmen yang berdekatan adalah serupa, 3,2% pada kelompok fusi dan 2,5% pada kelompok C-TDR. Karena studi ini tidak menerapkan prinsip pengacakan, maka studi ini dimaksudkan sebagai titik acuan dan bukan definitif. Para penulis juga tidak menganalisis apakah ada korelasi antara jumlah momentum segmental yang dipertahankan dan terjadinya degenerasi segmental yang berdekatan pada kelompok C-TDR. Hanya studi komparatif acak prospektif C-TDR dan ACDF dengan tindak lanjut jangka panjang yang konsisten yang akan mengklarifikasi apakah C-TDR efektif dalam mencegah atau mengurangi terjadinya lesi segmental yang berdekatan. (ii) Menghindari pseudarthrosis Kejadian pseudarthrosis setelah ACDF tergantung pada berbagai faktor, baik di dalam maupun di luar pasien, seperti jumlah merokok, penggunaan obat antiinflamasi, dan aktivitas kekebalan antibodi. Faktor-faktor yang relevan dengan pembedahan termasuk jumlah segmen yang menyatu, penggunaan autograft atau allograft, dan penggunaan perangkat fiksasi internal, dan Wang dkk. menunjukkan bahwa untuk ACDF autograft segmen tunggal, tingkat non-union implan adalah 4% dengan fiksasi pelat dan 8% tanpa pelat. Untuk ACDF dengan fusi dua segmen, angka tersebut 0% dengan fiksasi pelat dan 25% tanpa pelat. Untuk ACDF dengan tiga segmen yang menyatu, angkanya adalah 18% dengan fiksasi pelat dan hingga 37% tanpa fiksasi pelat. Dari pasien dengan implan yang tidak sembuh-sembuh, sekitar 50 persen tidak memiliki gejala klinis yang signifikan 2 tahun setelah pembedahan dan sekitar 33 persen 5 tahun setelah pembedahan. Namun demikian, sekitar 50% pasien masih memerlukan bedah revisi. Dalam praktiknya, penggunaan C-TDR menghilangkan risiko pembentukan sendi prostetik. Namun, stabilitas jangka panjang pada C-TDR memerlukan pertumbuhan endplate prostetik. Pertumbuhan tulang telah diamati pada lapisan permukaan berpori dari prostesis Bryan. Pada model simpanse, area pertumbuhan tulang sekitar 10-50% dan pada manusia pertumbuhan tulang 20-50% diamati setelah prostesis dilepas. Jumlah pertumbuhan tulang di endplate prostesis C-TDR lebih besar daripada penggantian pinggul total, yang memberikan jaminan yang baik untuk stabilitas jangka panjang prostesis C-TDR. (iii) Menghindari masalah yang menyakitkan di area donor tulang iliaka Keuntungan yang berbeda dari C-TDR dibandingkan ACDF adalah bahwa C-TDR tidak memerlukan cangkok tulang iliaka autologus dan oleh karena itu beberapa masalah yang terkait dengan pencangkokan tulang dapat dihindari. Sebuah studi retrospektif terhadap 134 pasien dengan ACDF segmen tunggal dalam bentuk kuesioner melaporkan kejadian komplikasi baru-baru ini yang terkait dengan implan iliaka: kesulitan berjalan, 51%; penggunaan antibiotik berlebihan, 8%; drainase yang berkepanjangan, 4%; dehiscence insisional, 2%; dan kebutuhan untuk drainase insisional, 1,5%. Pada 4 tahun pascaoperasi, 26% pasien masih memiliki sisa nyeri donor, dengan skor VAS rata-rata 3,8. 11,2% pasien memerlukan obat nyeri jangka panjang untuk menghilangkan rasa sakit di area donor iliaka. Sekitar 16% pasien memiliki sensasi abnormal di area donor, tetapi hanya 5,2% yang mengeluhkan ketidaknyamanan saat berpakaian. Insiden berbagai gangguan perilaku sehari-hari akibat ekstraksi tulang iliaka dinilai sebagai berikut: berjalan, 13%; aktivitas rekreasi, 12%; bekerja, 10%; aktivitas sehari-hari, 8%; kehidupan seksual, 8%; dan pekerjaan rumah tangga, 7%. Standar emas saat ini untuk sumber cangkok tulang dalam ACDF adalah penggunaan cangkok tulang iliaka autologus. Namun demikian, ada beberapa laporan terbaru mengenai biologik yang dapat memfasilitasi fusi. Jika teknik-teknik ini digunakan secara klinis di masa depan, hal ini dapat mengurangi kebutuhan untuk pencangkokan tulang autologus. Selain itu, ada beberapa bukti yang menunjukkan bahwa kombinasi implan allograft dan fiksasi internal pelat dapat menjadi alternatif yang aman dan efektif untuk implan autologus. (iv) Menghindari disfagia pasca operasi Satu bulan setelah bedah serviks anterior, sekitar 50% pasien masih mengeluhkan disfagia. Gejala subjektif ini telah dikonfirmasi oleh aktivitas menelan abnormal yang terlihat pada fluoroskopi sinar-X pasca operasi. Meskipun disfagia telah berangsur-angsur menurun menjadi 18% pada 6 bulan pascaoperasi, 12% pasien masih memiliki gejala sisa pada 1 tahun pascaoperasi. Usia, jenis kelamin perempuan dan pembedahan multisegmental dianggap sebagai faktor risiko untuk disfagia pasca operasi yang persisten. Penyebab disfagia pasca operasi mungkin adalah ketegangan pada esofagus selama operasi serviks anterior. Studi terbaru menemukan bahwa implantasi prostesis C-TDR cenderung tidak mengganggu esofagus secara intraoperatif dibandingkan dengan implantasi pelat ACDF. Uji coba dilakukan dengan memasang ACDF dan C-TDR (PCM, tanpa sekrup fiksasi) melalui sayatan melintang 4 cm pada kadaver sambil memantau tekanan intra-esofagus. Ditemukan bahwa tekanan intra-esofagus yang lebih besar dihasilkan ketika pelat serviks diimplan. Diasumsikan bahwa hal ini disebabkan oleh fakta bahwa pelat serviks anterior membutuhkan lebih banyak retraksi esofagus untuk memungkinkan pengeboran, penyadapan, dan penyekrupan kontralateral. Karena C-TDR tidak memerlukan lebih banyak distraksi esofagus ke sisi kontralateral, tekanan pada esofagus secara teoritis lebih sedikit. Faktor risiko lain untuk disfagia pasca operasi mungkin terkait dengan ukuran endofit anterior. Sebuah studi komparatif prospektif baru-baru ini tentang disfagia pasca operasi pada pasien ACDF menggunakan dua volume pelat serviks anterior yang berbeda, tipis dan sempit serta lebar dan tebal. Ditemukan bahwa disfagia terjadi sama dengan kedua pelat pada 1 bulan pasca operasi (masing-masing sekitar 50%). Namun demikian, pada 2 tahun pascaoperasi, lebih banyak gejala yang tetap ada pada kelompok dengan pelat anterior volume yang lebih besar (14%-0%). Karena volume endoprostesis anterior yang berlebihan merupakan penyebab penting dari menelan pascaoperasi yang persisten, penggunaan prostesis C-TDR dengan insisi anterior kecil (Prestige STIP, Bryan, ProDisc-C, PCT) dapat mengurangi kejadian komplikasi ini.