MOLEKULARNA OSNOVA ASEPTIČKE NESTABILNOSTI
ENDOPROTEZE ZGLOBA KUKA
Klinika za ortopediju Kliničkog bolničkog centra Zagreb
Veljača 2009.
Dr. sc. Robert Kolundžić, dr. med.
Projekt Ministarstva zdravstva
ENDOPROTEZA ZGLOBA KUKA
najčešće izvođen i najuspješniji rekonstruktivni postupak u ortopedskoj kirurgiji od njegovog uvođenja prije više od 40 godina
Charnley J. J Bone Joint Surg Br.54:61-76;1972.
KOMPLIKACIJE TEP kuka
rane opće tromboza alergijske reakcije lokalne hematom infekcija luksacija endoproteze komplikacije osteotomije
velikog trohantera ektopične kalcifikacije ili
periartikularne osifikacije
kasne infekcija luksacija endoproteze prijelomi prijelomi endoproteze sistemske i različite
dugotrajne komplikacije
aseptička nestabilnost endoproteze zgloba kuka
“bolest sitnih stranih čestica”
Gubitak koštane mase nakon ugradnje endoproteze
1. gubitak kosti kao posljedica prirodnog starenja
2. “stress shielding” - zbog osobina materijala i površinskih karakteristika današnjih endoproteza
3. sekundarni gubitak kosti zbog debrisa sitnih stranih čestica
“Bolest sitnih stranih čestica” ili “Particledisease”
je reakcija organizma na razne izrazito sitne (do 10μm) stranečestice:
metal koštani cement - metilmetakrilat visokomolekularni polietilen
nastaju trošenjem dvaju dijelova endoproteza ili njihovimizravnim kontaktom s koštanim ležištem.
kronična upala
1. transport preko perivaskularnih limfnih prostora
2. pasivna diseminacija preko otvorenih prostora koji komuniciraju
Putevi širenja:
“Bolest sitnih stranih čestica”
Charnley, 1975. prvi je opisao periprotetsku osteolizu Willert i Semlitsch, 1977. izvjestili su o metalnim
djelićima primarno pohranjenih unutar makrofaga u zglobnoj kapsuli, povezano s povećanom fibrozacijomtkiva
Goldring i suradnici, 1983. opisali su sinovijsko membranozno okruženje oko olabavljene cementirane femuralne komponente totalne endoproteze
Jones LC, Hungerford DS. Cement disease. Clin Orthop1987.
“Bolest sitnih stranih čestica”
Mallony i suradnici, 1990. god. nazvali su takve reakcije bez obzira na uzročnika:
“bolest sitnih stranih čestica” ili “particle disease”
Mononuklearni histiocitimultinuklearne gigantske stanice
Strane čestice
AKTIVACIJA STANICA
Oslobađanje različitih medijatora upale ikoštane resorpcije
(Il 1, Il 6, Il 8, Il 10, TNF- alfa, PGE 2,TGF-beta)
BOLEST SITNIH STRANIH ČESTICAAseptička nestabilnost endoproteze zgloba kuka
Debljina
- rizik nastanka ANEP 5 puta veći kod žena koje su imale BMI > 30
J Bone Joint Surg (Br) 1999;81:259-65J Orthop Sci 2006;11:6:592-600
Nagib acetabuluma
Acta Ortop Scand 2004;75:524-32
Acta Orthop. 2006;77:1:57-70
Rizik od ANEP 3 puta manji gdje je kut inklinacije acetabuluma 41-49 stupnjeva
Bolest zbog koje je ugrađena endoproteza
J Bone Joint Surg (Br) 2001;83:579-86
J Orthop Sci 2006;11:6:592-600
Rizik od ANEP 4 puta veći kod bolesnika s DDH
Kirurška tehnika
Acta Ortop Scand 2004;75:524-32
Acta Orthop. 2006;77:1:57-70
do 1 sat, preko 500 op
Veljača 1986. Prosinac 1986.
Lipanj 2001.
EP STABILNAPraćenje 15 godina
“Stability of Endler CementlessPolyethylene Acetabular Cup: Long-
term Follow-up ”
Cro Med J 2005;46:2:261-267.
Conclusion – similar biomechanical load conditions
No statistically significant differences in patientswhen comparing “condition” (stable vs. unstable) of endoprostheses according to the variables:
body weight acetabuloplasty trochanter osteotomy PE angle
ENDOPROTEZA
STABILNA EP NESTABILNA EP
VRIJEME
BOLEST SITNIH ČESTICA
BIOMEHANIČKI UVJETI
?Molekularna razina individue
DEMOGRAFSKI I LOKALNI ČINITELJI
Hipoteza
“Bolesnici kod kojih nastaje rana aseptička nestabilnost TEP zgloba kuka
genetski se razlikuju od bolesnika s dugotrajnim stabilnim EP.”
Javna rasprava za temu disertacije MEF Sveučilišta u Zagrebu, 2004. god
Polimorfizam pojedinačnih nukleotida (SNP)
SNP je zamjena nukleotida u molekuli DNA, koja je uobičajena u populaciji, pri čemu se niti jedan alel ne smatra “standardnim”
učestalost u populaciji mora biti od 1% ili više
ukoliko se nalazi u promotorskom i/ili kodirajućem području njihovo se postojanje odražava na građu i funkciju ekspresijskog proteina
Važnost polimorfizma pojedinačnih nukleotidau ortopediji - osteoporoza
Hinke V i sur. Association of transforming growth factor - ß1 (TGFß1)T29 —C gene polymorphism with bone mineral density (BMD), changes in BMD, and serum concentrations of TGFß1 in a population-based sample of postmenopausal German women. Calcif Tissue Int. 2001;69:315-20.
Garnero P i sur. Association between a functional interleukin – 6 gene polymorphism and peak bone mineral density and postmenopausal bone loss in women. Bone 2002;31:1:43-50
Um JY i sur. Gene polymorphisms in tumor necrosis factor alpha locus and waist-hip ratio in obese Koreans. Clin Chim Acta. 2003;338:1-2:117-22.
Važnost polimorfizma gena IL–6, TGF-β1 i TNF-α1 u kliničkoj praksi – transplantacija i
ugradbeni materijali Muller-Steinhardt M i sur. Cooperative influence of the interleukin-6
promoter polymorphisms -597, -572 and -174 on long-term kidneyallograft survival. Am J Transplant 2004;4:402-6.
Awad MR i sur. Genotypic variation in the transforming growthfactor-beta1 gene: association with transforming growth factor-beta1 production, fibrotic lung disease, and graft fibrosis after lungtransplantation. Transplantation 1998;66:1014-20.
Campos MI i sur. Early failure of dental implants and TNF-alpha (G-308A) gene polymorphism SR. Implant Dent 2004;13:95-101.
Wilkinson JM i sur. Variation in the TNF alfa gene promoter and risk of osteolysis after total hip arthroplasty. J Bone Miner Res 2003;18:1995-2001.
Važnost polimorfizma pojedinačnih nukleotidau ortopediji - TEP kuka
“Single nucleotide polymorphisms in the interleukin-6 (IL-6) gene promoter, tumor necrosis factor-α (TNF-α) gene
promoter and transforming growth factor-β1 (TGF-β1) gene signal sequence as predictors of time to onset of aseptic
loosening after total hip arthroplasty – a preliminary study”
J Orthop Sci 2006;11:6:592-600.
Disertacija MEF Sveučilišta u Zagrebu, 2006. god
5,5 puta veći rizik za ANEP8 puta veći rizik za ANEP
rezultati su vrlo INDIKATIVNI, ali ne omogućuju “konačni” zaključak
nastaviti istraživanje na većem broju ispitanika s različitim tipovima endoproteza s valjanom metodologijom
Generalni zaključak
Projekt Ministarstva znanosti i obrazovanja“Molekularna osnova aseptičke nestabilnosti
endoproteze zgloba kuka”
Klinika za ortopediju KBC ZagrebDr.sc. Robert Kolundžić, dr. med. – voditelj projekta
Grupa za sistemsku biomedicinuInstitut Ruđer Bošković Prof. dr. sc. Krešimir Pavelić
1. ispitati utječu li SNP-ovi u genima za «ključne» citokine na rizik nastanka aseptičke nestabilnosti (veći broj bolesnika s različitim vrstama endoproteza)
Cilj istraživanja
Bolesnici - Cilj 1
retrospektivni dio istraživanja u Klinici za ortopediju, KBC Zagreb
od 1995. do 2008. godine 946 RETEP i/ili reacetabuloplastika zbog aseptičke nestabilnosti endoproteze
prikupljanje uzoraka krvi pozvanih bolesnika koji su potpisali informirani pristanak
Metodologija - Cilj 1
Analiza biomehaničkih čimbenika pri primarnoj ugradnji EP:
RTG mjerenje kuta nagiba acetabuluma BMI bolesnika razlog ugradnje EP operater dodatni postupci:
- acetabuloplastika- osteotomija trohantera
Metodologija - Cilj 1
Laboratorij za molekularnu patologiju Zavoda za molekularnu medicinu, Institut Ruđjer Bošković –Zagreb
“cross-sectional” analiza genotipa na genomskoj DNA ispitanika koja je izdvojena iz stanica pune krvi
PCR -polymerase chain reaction RFLP -restriction fragment length polymorphism
2. započeti «tragati» za drugim «genima-kandidatima» uključenim u ovaj proces
Cilj istraživanja
Bolesnici - Cilj 2 prospektivni dio istraživanja u Klinici za ortopediju, KBC Zagreb
Uzimanje uzoraka tkiva – acetabulum ili femur, kod bolesnika koji dolaze na RETEP ili reacetabuloplastiku
Uzorak 1 - Bolesna pseudomembrana Uzorak 2 – zdrava spongioza (isti bolesnik)
Metodologija - Cilj 2
Laboratorij za molekularnu patologiju Zavoda za molekularnu medicinu, Institut Ruđjer Bošković – Zagreb
Proteomika - uključuje analizu cjelokupnog sadržaja proteina u nekoj stanici, tkivu ili tjelesnoj tekućini te njihovih funkcija i interakcija
Proteini su molekularni „izvršitelji“ različitih funkcija gena unutar stanica, a sudjeluju u svim signalnim putevima koji nadziru rast i diobu stanica
Kompjuterska analiza “spotova” pogodnih za MS
Proteinski profil
ZDRAVO BOLESNO
2D elektroforeza
http://www.expasy.org/sitemap.html
MALDI TOF/TOF4800
INTERAKTOMIKA
Bioinformatika - statistička obrada rezultata
MEĐUSOBNI ODNOSI IDENTIFICIRANIH PROTEINA
Izbjeći šumu podataka!
POTVRDA TEZA
WESTERN BLOT IMUNOHISTOKEMIJA IMUNOCITOKEMIJA
B Z B Z B Z
Molekularna biologija – Klinička primjena
“Slaganje mozaika bolesti –novi pristup u liječenju”
Pojačivaći upalotvornogmehanizma:
Citokini (polipeptidi)Aktivirani enzimi Proinflamatorni medijatori(prostaglandini, TNF, IL)
Sitna strana čestica
Upala
Geni, proteini, metaboliti... ?
Geni, proteini, metaboliti... ?
Koštani metabolizam
Molekularna biologija – Klinička primjena
Dijagnostičko - prognostičke svrheidentifikacija specifičnog genotipa mogla bi biti: prognostički čimbenik za procjenu rizika za svakog
pojedinog bolesnika, pomoći u odluci o izboru endoproteze (konstrukcija,
materijal),
Terapeutske svrhe (genska terapija)
180°
IDEJA TERAPIJSKOG DJELOVANJA
POTICANJE PROIZVODNJE
PROTEINAKOJI NEDOSTAJU
BLOKIRANJE UČINKA
ODREĐENIH PROTEINA
Aseptička nestabilnost endoproteze zgloba kuka
Radiološka analiza
Davor Čarić, dr. med.dr.sc. Robert Kolundžić, dr. med
sklerozacija na mjestu opterećenja endoproteze
radiolucentna linija (širine ≥1mm; 1-2mm; ≤2mm)
osteolitički defekt vidljivi navoji acetabularnog
dijela (polietilenski)
određivanje u zonama po DeLee-Charnley i po Gruenu
mjerenje migracije smjer migracije
Radiološki znakovi nestabilnosti EP
Clin. Othop 1976;121:20-32Clin Orthop. 1979;141:17-27
RTG klasifikacija po Kruglugeru - acetabulum
Stabilna endoproteza sklerozacija - da - ne; vidljivi navoji ili
radiolucentna linija širine ≥ 1mm u jednoj zoni
Vjerojatna nestabilnost endoproteze vidljivi navoji ili radiolucentna linija širine 1-2 mm u
dvije zone
Rana nestabilnost endoproteze vidljivi navoji ili radiolucentna linija širine 1-2
mm u dvije i više zona i osteolitički defekt veći od 2 mm
Definitivna nestabilnost endoproteze vidljivi navoji ili radiolucentna linija širine 1-2
mm u dvije i više zona i osteolitički defekt veći od 2 mm te migracija endoproteze koja može biti kranijalna i medijalna
Int Orthop 1993;17:259-265
Stabilna endoproteza sklerozacija - da; vidljivi navoji ili radiolucentna linija širine ≥
1mm u jednoj zoni
1
2
3
4
5
7
6
1
2
3
Stabilna endoproteza sklerozacija - da; vidljivi navoji ili radiolucentna linija širine ≥
1mm u jednoj zoni
Vjerojatna nestabilnost endoprotezevidljivi navoji ili radiolucentna linija širine 1-2 mm u dvije zone
10 god. iza ugradnje EP
Definitivna nestabilnost endoproteze vidljivi navoji ili radiolucentna
linija širine 1-2 mm u dvije i više zona i osteolitički defekt veći od 2 mm te migracija endoproteze koja može biti kranijalna i medijalna
13 god. iza ugradnje EP
10 god. iza ugradnje EP
Vjerojatna nestabilnost endoprotezevidljivi navoji ili radiolucentna linija širine 1-2 mm u dvije zone
Bolesnik H.J. 48 god.
10 godina iza ugradnje EP
Bolesnik H.J. 48 god.
12 god. iza ugradnje EP
Bolesnik H.J. 48 god.
10 godina iza ugradnje EP
Moguća nestabilnost- radiolucencija oko više od 50%
endoproteze
Vjerojatna nestabilnost- radiolucencija oko cijele endoproteze
Definitivna nestabilnost- migracija endoproteze, prijelom
cementa ili endoproteze
Klasifikacija nestabilnosti po Harissu -femuralni dio
J Bone Joint Surg Am. 1986;68:1064-6.
1
3
4
5
7
6 2
Moguća nestabilnost- radiolucencija oko više od 50%
endoproteze
Vjerojatna nestabilnost- radiolucencija oko cijele endoproteze
Definitivna nestabilnost- migracija endoproteze, prijelom
cementa ili endoproteze
1
3
4
5
7
6 2
Zaključak
Potrebna je:
• rana radiološka detekcija nestabilnosti EP kriteriji po zonamamjerenje ekscentričnosti glave
• kako bi smanjili opseg i način reoperacijskihpostupaka
Top Related