Post on 01-May-2015
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI MILANO BICOCCAClinica Ortopedica e Scuola di Specialità in Ortopedia
Azienda Ospedaliera S. Gerardo - MonzaDir.: Prof. Giovanni ZATTI
G.Zatti
Le ceramiche
23 Settembre 2011
20202020
19601960
Impianti primariImpianti primari( >120’000 / ( >120’000 / aaaa in USA) in USA)
Ci attendiamo una crescita sostanziale delle revisioni protesiche nelle prossime decadi( Kurtz et al. JBJS 2007)
Chirurgia di Revisione
Perdita di massa ossea acetabolare e/o (femorale - PTA
tibiale - PTG)
Cause: - patologia di base
- motivi di fallimento
- manovre di rimozione dell’impianto e del cemento
Il problema della perdita ossea
Clinical Orthopaedics & Related Research: December 2003
Samuelson et al., 1988
Innesto osseo adeguato?
Vie della rigenerazione ossea
OSTEOINDUTTIVA OSTEOCONDUTTIVAOSTEOGENICHE
Formazione di osso producendo
tutte le componenti della matrice
Formazione di osso inducendo alla
proliferazione ed alla differenziazione le
cellule presenti in situ
Formazione di osso con utilizzo di supporto
3-D adeguato alle cellule residenti
AUTOGRAFT, OSTEOGENICHE CELLULE, MSCs
BMPs, PLATELET DERIVED and
DBM
HA, TCP, HA-TCP +
NON-AUTOGRAFT
Clin. Orthop. 2000, 371: 10-27
Innesto osseoUn innesto ideale dovrebbe possedere tre proprietà:
1- Osteogenesi
2- Osteoinduzione
3- Osteoconduzione
The Use of Ceramics as Bone Substitutes in Revision Hip Arthroplasty; Michael R. Whitehouse ; Materials 2009, 2, 1895-1907
Innesto osseoL’osso Autologo:- è il gold standard- quantità limitata!!- donor site morbidity
L’osso di banca: - quantità limitata - caratteristiche che dipendono da età del donatore, dal livello di mineralizzazione,- alterazione delle capacità dovute al processo di sterilizzazione e di conservazione
The Use of Ceramics as Bone Substitutes in Revision Hip Arthroplasty; Michael R. Whitehouse ; Materials 2009, 2, 1895-1907
Type Graft Osteo-conduction
Osteo-induction
Osteo-genesis
Advantages
Bone Autograft 3 2 2 “Gold standard”
Allograft 3 1 0 Availability in many forms
Biomaterials
DBM 1 2 0 Supplies osteoinductiveBMPs, bone graft extender
Collagen 2 0 0 Good as delivery Vehicle system
Ceramics TCP, HA 1 0 0 Biocompatible
Calcium phosphate cement
1 0 0 Some initial structural support
Possibili innesti
Injury. 2005 Nov;36 Suppl 3:S20-7
Ceramiche:
• hydroxyapatite (HA),
• β-tricalcium phosphate (β-TCP)
• bioactive glass
• coralli
L’idrossiapatite (HA):- sintetica o di derivazione animale - buona resistenza meccanica alla
compressione e meno alle forze di taglio
Il fosfato tricalcico (β-TCP) - è più riassorbibile dell’idrossiapatite - scarsa resistenza alle forze di carico
L’idrossiapatite (HA):- sintetica o di derivazione animale - buona resistenza meccanica alla
compressione e meno alle forze di taglio
Il fosfato tricalcico (β-TCP) - è più riassorbibile dell’idrossiapatite - scarsa resistenza alle forze di carico
Le ceramiche
The Use of Ceramics as Bone Substitutes in Revision Hip Arthroplasty; Michael R. Whitehouse ; Materials 2009, 2, 1895-1907
- biocompatibilità delle ceramiche risiede nel fatto che, come l’osso, sono costituite da calcio e fosfato
- composizione chimica e strutturale molto simile alla fase minerale dell’osso
- materiale osteoconduttivo ideale deve essere biodegradabile: degradandosi lascia il posto all’osso ospite neoformato
- biocompatibilità delle ceramiche risiede nel fatto che, come l’osso, sono costituite da calcio e fosfato
- composizione chimica e strutturale molto simile alla fase minerale dell’osso
- materiale osteoconduttivo ideale deve essere biodegradabile: degradandosi lascia il posto all’osso ospite neoformato
Le ceramiche
The Use of Ceramics as Bone Substitutes in Revision Hip Arthroplasty; Michael R. Whitehouse ; Materials 2009, 2, 1895-1907
HA, CP, TCP and β-TCP
Ceramiche:
HA, CP, TCP and β-TCP
The Use of Ceramics as Bone Substitutes in Revision Hip Arthroplasty; Michael R. Whitehouse ; Materials 2009, 2, 1895-1907
Il riassorbimento delle ceramiche dipende:- composizione chimica
- porosità ( ottimale tra 100-400 µm, interconnesione e volume dei pori del 75-80%)
- grande porosità inducono più rapidamente l’osteoconduzione (fosfato tricalcico biodegrada entro 4-8 settimane dall’impianto - velocità di 10-20 volte > rispetto all’idrossiapatite )
Ceramiche:La commistione tra idrossiapatite e fosfato tricalcico in varia proporzione introduce il
concetto di:CERAMICHE BIFASICHE
The Use of Ceramics as Bone Substitutes in Revision Hip Arthroplasty; Michael R. Whitehouse ; Materials 2009, 2, 1895-1907
Proprietà meccanicheproprie dell’idrossiapatite
Possibilità di riassorbimentoe di sostituzione con osso neoformato da parte dell’ospite
• Sintetici: a base di fosfato di calcio
• Alta biocompatibilità
• Non c’è produzione di interfaccia di tessuti
molli → ottima osteointegrazione e rimodellamento
• Differenti tempi riassorbimento
• I migliori: alta porosità e bassa densità
• Ottimi scaffold per compositi
• Non infettivi
. Combinazione con altri sostituti ossei (osso autologo miscelato a sangue
midollare, emostatici e fattori di crescita)
Ceramiche:HA, CP, TCP and β-TCP
The Use of Ceramics as Bone Substitutes in Revision Hip Arthroplasty; Michael R. Whitehouse ; Materials 2009, 2, 1895-1907
Ceramiche:
Ceramiche:
Ceramiche: Corallo •Struttra porosa simile a osso corticale e spongioso
• Il trattamento (ad alte temperature e alta umidità) converte il corallo in idrossiapatite cristallina
• Porosità tra i 200 e 500 μm
• Biocompatibile
• Bioriassorbibile
Caratteristiche
The Use of Ceramics as Bone Substitutes in Revision Hip Arthroplasty; Michael R. Whitehouse ; Materials 2009, 2, 1895-1907
Ceramiche solo osteoconduttive da sole
non bastano…
Quindi associazione di prodotti osteoconduttivi e
osteo- induttivi/- genicimateriali
Le ceramiche
Non esistono RCTStudi con pochi pazienti e follow up brevi
Promettente alternative ad innesti autologhi e
allogenici Evidente riduzione dei
costi (calcium phosphate ceramic)
Bone graft substitutes in hip revision surgery: A comprehensive overview; Andrew Beswick, Ashley W. Blom ; Injury, Int. J. Care Injured (2011)
Biopsia: zone necrotiche alternate e residui di HA-TCP e zone di osso neoformato
Bone graft substitutes in hip revision surgery: A comprehensive overview; Andrew Beswick, Ashley W. Blom ; Injury, Int. J. Care Injured (2011)
VANTAGGI del sintetico rispetto all’auto- allograft
• Più rapido riempimento del difetto = rapida riduzione del dolore 1
• Alta disponibilità dei materiali
• Assenza della donor site syndrome (infezione, sanguinamento, dolore) 2
• Riduzione dei costi sanitari a lungo termine
• Esclusione rischio infettivo (allograft)
1. Petruskevicius J, Nielsen S, Kaalund S, Knudsen P R and Overgaard S: No effect of Osteoset, a bone graft substitute, on bone healing in humans. A prospective randomized double-blind studyActa Orthop Scand 2002; 73 (5): 575–57
2. CHAPMAN M W, BUCHOLZ R and CORNELL C: Treatment of Acute Fractures with a Collagen-Calcium Phosphate Graft Material. A Randomized Clinical Trial*{{dagger}} J. Bone Joint Surg. Am. 79:495-502, 1997.
SVANTAGGI sintetico vs auto-allograft
• Non concesso il carico precoce sull’impianto 1
• Tempi di riassorbimento dell’innesto piuttosto lunghi (3-16 mesi a volte anni) 2
• Costi della singola operazione1. McConnell JR, Freeman BJ, Debnath UK, Grevitt MP, Prince HC, Webb JK: A prospective randomized comparison of coralline
hydroxyapatite with autograft in cervical interbody fusion. Spine 2003 Feb 15;28(4):317-23 2. L. Galois, D. Mainard, P. Cohen, F. Pfeffer, R. Traversari, J.P. Delagoutte: Comblement des pertes de substance osseuse par
le phosphate tricalcique en traumatologie. Ann Chir 2000 ; 125 : 972-81
Cosa fare?- Tecnica chirurgica
- Ulteriori studi
D. G – Donna 69 anni mobilizzazione asettica cotile destro PTA destra da 15 anni e sinistra da 10 anni
Rx pre-op
PREPARAZIONE:
Subito prima dell’impianto il concentrato di GF e la trombina attivata sono mischiati e insieme versati sul sostituto osseo (bcpc).
Revisione cotile – Osso sintetico + gel piastrinico
Rx post-op
Rx post- op 1 anno
L.G- Donna di 70 anni mobilizzazione asettica cotile - PTA sx in coxartrosi da 19 anni con lesione permanente del nervo sciatico
Rx pre-op
Post op
Revisione cotile - innesto osseo allogenico + sinteticoe gel piastrinico
Post-op 2 anni
P.R - Uomo di 54 anni - Frattura periprotesica e mobilizzazione cotile PTA sinistra da 17 anni in esiti di displasia
Rx pre-op
Rx post- op – sostituto osseo
Rx post - op 6 mesi
- Stabilità primaria?
- Buona ricostruzione del Bone Stock
- Materiale affidabile - Risultati dipendono strettamente dalla correttezza della procedura chirurgica
Conclusioni