La tecnologia nel campo ortopedico: applicazioni e nuove ... · • Associabile ad altre terapie...
Transcript of La tecnologia nel campo ortopedico: applicazioni e nuove ... · • Associabile ad altre terapie...
A. CIVANI
La tecnologia nel campo ortopedico: applicazioni e
nuove frontiere di trattamento
G.I.S.T. 4 NOVEMBRE 2017
Genova
Protesi?!?!
Successi
ma anche
fallimenti...
Lesioni Tendinee
Lesioni Cartilaginee
Terapia biologica è
indicata……..
Scarsa comprensione della guarigione
Che tipo di tessuto ?/ Tempo di riparazione ?
Ottimi risultati clinici soggettivi
Anello debole
Biologia della riparazione !
Fasi della riparazione del tessuto connettivo
• Fase infiammatoria: torrente ematico e rilascio di FC, migrazione in sito di cellule estrinseche, fagocitosi.
• Fase di proliferazione: rilascio di una seconda batteria di FC, migrazione e proliferazione di fibroblasti, sintesi di fibre collagene tipo 3, formazione del tessuto a granuli.
• Fase di rimodellamento: riduzione dei vasi ematici e dei fibroblasti, aumenta l’organizzazione della matrice e la proporzione delle fibre collagene tipo 1.
Garantire ed ev. accelerare la guarigione (istologia)
Magari senza chirurgia
Fattori di Crescita Cellule Staminali Mesenchimali Terapia genicaStudi in vitro e modelli animali
Senso della ricerca attuale
Fattori di crescita
Proteine che servono da segnale per le cellule
Si legano ai recettori di
membrana - cellule target
I recettori attivati innescano reazioni che attivano i geni del nucleo
DNA - m RNA - proteine
Trippel SB et al., JBJS1996;78-A:1272-86
Fasi della riparazione del tessuto cartilagineo
FC Fase di attività Ruolo
PDGF
(platet-derived growth factor)
Proliferazione
Rimodellamento
Regola la sintesi di altri FC. Regola la
sintesi delle proteine del collagene e del
DNA al sito della lesione.
BFGF(basic fibroblast growth facor)
Proliferazione
Rimodellamento
Stimola angiogenesi, migrazione e
proliferazione cellulare.
VEGF(vascular endothelial growth factor)
Proliferazione
RimodellamentoStimola angiogenesi.
TGF-β(transformng growth factor)
Infiammazione
Regola la migrazione cellulare. Stimola
la sintesi del collagene. Termine della
proliferazione cellulare.
IGF-I(insulin-like growth factor)
Infiammazione
Proliferazione
Promuove la migrazione e proliferazione
dei fibroblasti. Stimola la produzione di
collagene e matrice extracellulare.
Fasi della riparazione del tessuto connettivo
FC sintetizzati da : piastrine, fibroblasti, c.epiteliali, c.endoteliali, c.infiammatorie
Le piastrine come strumento per liberare i FC
Le piastrine sono le prime cellule ad arrivare al sito della lesione
Rilascio dei FC che si trovano immagazzinati in organelli citoplasmatici (α-granuli).
Concentrato di piastrine attivate (PRP)
Maggior numero FC
Maggior migrazione e proliferazione fibroblasti
Plasma ricco di piastrine nel trattamento della epicondilite laterale cronica di gomito
Mishra A et al., 2006; Am. J. Sports Med 2006; 34:
1774-78
15 pz (2 ml PRP da centrifugazione sangue intero) vs 5 pazienti riceventi placebo.
6m e 2 aa F up risultati stat. significativi
Patologia Cartilagineala grande sfida………….
GF: Effetti sull’osso
In vitro:
Effetto chemiotattico sugli osteoblasti e
sulle cellule osteoprogenitrici dell’osso
Effetti stimolativi sulle differenti funzioni
metaboliche degli osteoblasti
TGF-β 1
PDGF-BB
PDGF-AA
IGF-1
IGF-2
BMP-2, 4, 6
In vivo:
Aumenta la formazione e la
crescita dell’osso
• Stimolazione della guarigione
dell’osso periprotesico
GF: Effetti sull’osso
Differenziazione condrogenetica dei MSCs:
o TGF-ß s (ß2, ß3)
o BMP-2, 4, 6, 7
o FGF-18
o IGF-1 (Indrawattana 2004, Stevens 2004, Davidson 2005, Park 2005)
Proliferazione e metabolismo dei condrociti:
o TGF-ß s (ß1, ß2)
o BMP-2, 7
o FGF-2, bFGF
o PDGF
o IGF-1 (Chua 2004, Tay 2004, Stevens 2004, Hills 2005)
GF: Effetti sulla cartilagine
Platelet-derived growth factor (PDGF)
Transforming growth factor beta (TGF-β)
Platelet-derived epidermal growth factor (PDEGF)
Platelet-derived angiogenesis growth factor (PDAF)
Insulin-like growth factor 1 (IGF-1)
Platelet factor 4 (PF-4)
GF ottenuti dalle piastrine
Platelet Rich Plasma (PRP)
Modifica del coagulo di fibrina ottenuto da
sangue autologo, usato per iniettare i
fattori di crescita (GF) in alta
concentrazione nei siti che necessitano di
riparazione o rigenerazione tessutale
PRP non aumenta nè la qualità nè la quantità di formazione ossea
(Fujimori 2005)
PRP non sono capaci di aumentare significativamente la qualità
della guarigione dell’osso se applicati in combinazione con
sostituti allogenici o xenogenici (Wiltfang 2004, Jensen 2004,
Aghaloo 2004, 2005, Grageda 2005)
PRP: osso
PRP ha una significativa effetto accelerante nella rigenerazione
ossea se usato con osso autogeno
(Wiltfang 2004, Schlegel 2004)
L’effetto osteopromotivo del PRP è dovuto alle sue caratteristiche
mitogene sul trapianto osseo alle risposte morfogenetiche cellulari
(Thorwarth 2005)
PRP: osso
o PRP stimola in vitro la proliferazione dei
condrociti e la biosintesi della matrice
(Akeda 2006)
o PRP stimola la proliferazione e la
differenziazione condrogenica
(Mishra 2007)
PRP: Cartilagine
o Per valutare gli effetti dei PRP nella guarigione dell’osso,
dei tendini e della cartilagine.
o Ipotesi: se PRP aumenta ed accelera la guarigione ossea,
tendinea e cartilaginea e se promuove l’integrazione
tessutale dopo intervento chirurgico.
Studi sperimentali
o Per valutare gli effetti dei PRP nella guarigione dell’osso, dei tendini e
della cartilagine.
o Ipotesi: se PRP aumenta ed accelera la guarigione ossea, tendinea e
cartilaginea e se promuove l’integrazione tessutale dopo intervento
chirurgico.
o Valutazione clinica: Scomparsa parziale o totale del dolore dopo una
iniezione intraarticolare di PRP
Studio clinico
o Presupposti: valutare l’effetto dell’iniezione di
PRP nel trattamento delle lesioni condrali
o Ipotesi: che l’iniezione di PRP agevoli la
formazione di cartilagine come o meglio delle
microfratture
Studio clinico
Tipo di studio: clinico
Tipologia paziente: 50-70 anni, non disponibile a chirurgia primaria
Tipologia sintomi: dolore articolare con impotenza funzionale al carico
Procedura: iniezione intraarticolare mediale di 3 cc. di PRP prelevato
nella stessa seduta
Controllo clinico a distanza di 15-30-45 gg. con valutazione
SOGGETTIVA dell’efficacia della procedura
Materiale e Metodo
Casistica 232 procedure: 176 ginocchia
23 caviglie
6 anche
20 spalle
7 gomiti
Materiali e Metodi
Standard X-rays preoperatorio e a 45 gg.
Valutazione Rmn preoperatoria e a 45 gg.
Valutazione radiografica
176
23 6.00 21 7.00
232.00
0
75
150
225
300
ginocchio caviglia anca spalla gomito totale
Istogramma 1
casistica 2006-2008
176
143
25 9
170.00
6.00
0
75
150
225
300
ginocchio contenti moderatamente
contenti
scontenti normale
articolarità
articolarità ridotta
casistica 2006-2008
176
143
25 9
170.00
6.00
0
75
150
225
300
ginocchio contenti moderatamente
contenti
scontenti normale
articolarità
articolarità ridotta
casistica 2006-2008
Quadri istologici
Conclusioni
o PRP: ha effetto positivo nella cicatrizzazione
cartilaginea per lesioni traumatiche
o PRP: Stesso effetto di riparazione
cartilaginea si può ottenere con la sola
iniezione intra-articolare
o PRP: Possono essere utili nel trattamento
delle lesioni cartilaginee unite ad uno
scaffold di condrociti
MSCs: Effetti sulla cartilagine
• Chondrogenic differentiation of MSCs:• TGF-ß s (ß2, ß3)• BMP-2, 4, 6, 7• FGF-18• IGF-1(Indrawattana 2004, Stevens 2004, Davidson 2005, Park2005)
• Chondrocyte proliferation and methabolism:• TGF-ß s (ß1, ß2)• BMP-2, 7• FGF-2, bFGF• PDGF• IGF-1
(Chua 2004, Tay 2004, Stevens 2004, Hills 2005)
Il “tormentone” cartilagine
• Rigenerazione Tissutaleosso
cartilagine
tendini
muscoli
• Ischemie periferiche• Infarto Miocardico• Ustioni• Cancro• Artrite• Parkinson• Alzheimer• Diabete• Leucemie• Danno al Midollo Spinale• Ictus• Ed altro ancora!
Applicazioni potenziali delle Cellule Mesenchimali prelevate dall’osso
Dove effettuare il prelievo di Midollo Osseo?
• La cresta iliaca è la sorgente migliore
per aspirare il BM
Dove effettuare il prelievo di Midollo Osseo?
• La cresta iliaca è la sorgente migliore
per aspirare il BM
Dove effettuare il prelievo di Midollo Osseo?
• La cresta iliaca è la sorgente migliore
per aspirare il BM
Dove effettuare il prelievo di Midollo Osseo?
• La cresta iliaca è la sorgente migliore
per aspirare il BM
Inoculazione dell’autoinnesto
La nostra esperienza con cellule
mesenchimali
2006-2008:
426 procedure:
156 tendini
269 cartilagine: 232 GF
37 MSCs
Trattati casi di grado 3°-4° IRCS
37 MSCsCondropatia di ginocchio
Esperienza preliminareconsiderazioni sulla tecnica
• Scarsa morbilità (infiltrazione…)• Nessun effetto collaterale (autoinnesto…)• Buona compliance dei pazienti (terapia
biologica…)• Difficoltà legate alla complessità della procedura
(anestesia locale in due siti…)• Possibilità di controllo fibroscopico
(documentazione?...)
Esperienza preliminareconsiderazioni sui possibili risultati
• Trattamento possibile in stadiazione patologica diversa
• Associabile ad altre terapie senza effetti collaterali
• Facilmente ripetibile (terapia biologica)• Difficoltà legate alle aspettative a breve del
paziente• Possibilità di second look fibroscopico
Quale stadio trattare con quale preparato?
PRP o MSCs
MSCs
Azione sintomatica
Disease modifyng
2°
2-3°
Quale stadio trattare e con quale preparato?
PRP o MSCs
MSCs
Azione biomeccanica analgesica
?
3-4°
4°
CONCLUSIONI
Esperienza preliminare
le nostre valutazioni
• …trattamento migliore del PRP?• …perché preferirlo a PRP?• …concettualmente ineccepibile• …mantiene le aspettative a breve del paziente• …possibilità di risultati a lungo termine con
trattamenti ripetuti?• …problemi medico legali e legali?
Frazione vascolo stromale
del tessuto adiposo (SVF)
» Le cellule adipose
mostrano caratteristiche
equivalenti ad altre
cellule multipotenti
prelevate da altri tessuti
come dal midollo osseo.
» Differenziazione
verso…..osteoblasti,
condrociti e cellule
muscolari
Vantaggi e svantaggi
» Pro: localizzazione del
tessuto adiposo che
rappresenta dal 10-30%
del peso,fino a 5000
cellule per grammo di
tessuto
» Contro: processi di
manipolazione, alcune
componenti del
lipoaspirato possono
dare emolisi prima
dell’impianto
In letteratura molti lavori….» Le cellule sono
state utilizzate in
vari
modi:associate a
PRP, para-
articolari, intra-
articolari,
associate o
meno a chirurgia
In ortopedia
» trattamento
dell’artrosi
severa (casi non
chirurgici)
» tendinopatie non
inserzionali
Ad oggi ancora poche
pubblicazioni……
» lavori spesso
non confrontabili
per procedure
differenti
La nostra esperienza è
ancora limitata» Risultati a breve
termine presso
Istituto Galeazzi
sono
incoraggianti
Risultati sovrapponibili al
PRP» nel trattamento
tendinopatia non
inserzionale
» risoluzione della
sintomatologia
più rapida
» non correlazione
con imaging
Grazie