(Scheda 183) Fratture: perchè non guariscono?

Condrociti vs microfratture

(Impianto di condrociti in soluzione e applicazione di lembo periostale)

Articolo informativo di Giuseppe Pinna per S. O. S. - “Osteomielitici d’Italia” - Onlus «Centro Servizi Informativi On-line per Pazienti Osteomielitici».

CHE COSA E’ LA CARTILAGINE?

È un tessuto connettivo costituito da una componente cellulare, i condrociti, cellule quiescenti con scarsa capacità riproduttiva, immerse in un’abbondante matrice extracellulare costituita in prevalenza da fibre elastiche e sostanza proteica che conferisce a questo particolare tessuto del nostro corpo le caratteristiche di solidità, flessibilità e capacità di deformarsi. (Fig. 1)

Tenendo conto, soprattutto, della composizione della matrice extracellulare, si distinguo-no, per caratteri istologici e prestazioni funzionali tre tipi di cartilagine:

ialina, fibrosa ed elastica.

La cartilagine ialina (Fig. 2)

di aspetto traslucido e di colore bianco-azzurrognolo, nell’adulto rappresenta il tipo di carti-lagine maggiormente rappresentata infatti riveste le superfici articolari (cartilagine artico- lare) e da sostegno ad alcuni organi delle vie aeree.

Anche in caso di lesioni cartilaginee (fig.3)

l’artroscopia può assurgere ad un ruolo primario.

Attraverso l’artroscopia, infatti, si esaminano le varie porzioni della cartilagine articolare e presa coscienza della sede, delle dimensioni delle lesioni e della gravità delle stesse (classi- ficazione in 4 gradi in base alla profondità del difetto) si può procedere con l’applicazione di varie tecniche chirurgiche, tra cui, come qui sotto raffigurato: l'artroscopia.

(fig.4)

A COSA SERVE LA CARTILAGINE ARTICOLARE?

Proprio per l’essere costituita massimamente da fibre elastiche, le funzioni principali della cartilagine sono quelle di assorbire, trasmettere le sollecitazioni meccaniche esercitate sui capi articolari e permettere a questi di muoversi reciprocamente con minimo attrito.

Questo comportamento dipende dal fatto che la cartilagine agisce non come un corpo elas- tico propriamente detto, ma come una spugna che sotto carico scaccia il liquido che l’imbeve, per riassorbirlo una volta decompressa.

Questa funzione è particolarmente vera per le articolazioni di carico cioè quelle articola-zioni su cui grava il peso corporeo come l’anca, il ginocchio e la caviglia.

QUALI SONO LE PRINCIPALI LESIONI CARTILAGINEE?

Le lesioni della cartilagine articolare rappresentano una delle più frequenti cause di ina-bilità funzionale del ginocchio.

Studi clinici riportano la presenza di lesioni condrali nel 63% dei pazienti sottoposti ad artroscopia di ginocchio.

Possono colpire sia i giovani che gli anziani e la loro frequenza progredisce con l’età.

La cartilagine, una volta danneggiata, data la scarsa cellularità e la mancata vascolariz-zazione, ha una ridotta capacità di riparazione, per cui è fondamentale conoscere la cause per mettere in atto sia misure idonee alla prevenzione che terapie mirate.

Le cause possono essere varie:

traumatiche, lesioni secondarie a patologie infiammatorie che possono colpire le articolazioni o degenerative.

Le lesioni dovute sia a traumi singoli che ripetuti vanno a danneggiare in maniera diretta la cartilagine e l’osso al di sotto di essa, per esempio un mancato afflusso sanguigno a livello condrale conseguente ad un trauma va a determinare a livello locale la distruzione di parte della cartilagine articolare della zona colpita che si disgrega e si libera nello spazio arti- colare.

Un altro esempio è rappresentato dal danno cartilagineo associato alle lesioni meniscali: in questo caso è lo stesso frammento rotto del menisco che va in maniera continuata duran- te i movimenti del ginocchio a strofinare sulla cartilagine determinando, con il passare del tempo, un danno grave.

Danni cronici da cause meccaniche invece sono secondarie spesso ad un cattivo allinea-mento dell’arto inferiore con alterazioni della normale distribuzione del carico sulla cartilagine articolare a livello delle articolazione di carico.

Le lesioni secondarie a patologie infiammatorie sono quelle che ritroviamo nei processi infiammatori cronici a carico delle articolazioni, come per esempio nel paziente con Artrite Reumatoide o Psoriasi.

Le chiamiamo biologiche perché sono dovute ai mediatori dell’infiammazione (IL1; IL6; TNF alfa) che da un lato bloccano la produzione della matrice, determinando una riduzione della elasticità della cartilagine, e dall’altro stimolano gli enzimi litici come le metalloproteasi che determinano la digestione della restante matrice, creando cosi un danno cartilagineo di entità variabile.

Sia fattori biologici che meccanici quali il peso, la geometria articolare ed eventuali traumi e sollecitazioni continue sono alla base delle lesioni degenerative della cartilagine come l’artrosi.

Artrosi

L’artrosi è la patologia articolare conseguente all’erosione della cartilagine articolare. Inte ressa più frequentemente i soggetti anziani (Fig.1, 2).

Le articolazioni maggiormente interessate sono quelle soggette a carico, in particolare l’an-ca, il ginocchio e la colonna vertebrale.

E’ una malattia fortemente invalidante, perché responsabile di dolore continuo e impoten- za funzionale articolare fino all’immobilità.

I costi sociali di questa malattia sono enormi.

In Italia l’artrosi rappresenta oltre il 72% di tutte le malattie reumatiche e si ritiene che al-meno 5.000.000 di persone ne siano colpite.

L’invecchiamento progressivo della popolazione fa prevedere nei prossimi decenni un ulte-riore incremento del numero delle sue vittime.

Classificazione

Sono state proposte numerose classificazioni per valutare l’entità della lesione condrale in base all’aspetto morfologico macroscopico ed alla localizzazione. Attualmente la classificazione più utilizzata è quella artroscopia di Outerbridge.

Trapianto di condrociti

TECNICHE DI IMPIANTO DI CONDROCITI AUTOLOGHI (A.C.I.)

A.C.I. su biomateriali -I generazione

Trattasi di una tecnica chirurgica che si prefigge lo scopo di riottenere la formazione di carti- lagine ialina, effettuando un omotrapianto di cellule condrocitiche, precedentemente pre-levate e coltivate in vitro.

La tecnica operatoria consiste in una procedura a due stadi.

Il primo intervento consiste in un’artroscopia, nella quale viene valutato il danno alla carti-lagine e si procede alla biopsia di fette di cartilagine di 200-300 mg (circa 3 mm x 8 mm) raccolte da un’area soggetta ad un carico minimo o nullo, generalmente è rappresentata dal condilo femorale mediale superiore.

Il materiale bioptico viene posizionato asetticamente all’interno di un medium nutritivo ed in-viato entro 48h presso laboratori selezionati dove si procede alla coltura delle cellule carti-laginee.

Dopo un periodo di circa 3-4 settimane è disponibile un pool autologo di condrociti, che il chirurgo deve impiantare entro 48 h.

La seconda fase prevede una artrotomia; dopo aver eseguito l’accesso alla lesione è op-portuno contrassegnare i contorni della stessa con una lama da bisturi.

Una volta preparata la lesione, sarà possibile eseguire il prelievo del lembo periostale dalla faccia antero-mediale della tibia.

Il lembo periostale viene posizionato sopra il difetto e suturato alla cartilagine circostante con sutura riassorbibile non continua.

Un effetto sigillante sarà fornito dall’applicazione di colla di fibrina lungo i margini periferici del lembo periostale; a questo punto si potrà procedere all’impianto delle cellule in solu-zione (Carticel), che sono iniettate sotto al periostio.

(Schema della tecnica originale di Peterson del 1994)

(Impianto di condrociti in soluzione e applicazione di lembo periostale)

A.C.I. su biomateriali -II generazione

Le cellule che crescono su normali piastre di coltura vanno incontro a modificazioni fenoti-piche causate dal fatto di essere forzate a crescere su due dimensioni in assenza di matrice extracellulare.

Questa è una condizione limitante per quasi tutti i tipi cellulari, che normalmente crescono e si differenziano in una struttura tridimensionale fornita dalla presenza di un’idonea matrice extracellulare, che spesso ha anche un ruolo nella regolazione di molte attività cellulari.

Da qui è nata l’esigenza di sviluppare delle strutture adatte a fornire il supporto tridimensio-nale su cui le cellule potessero crescere per riformare in vitro dei veri e propri tessuti, con una struttura simile a quella del tessuto naturale.

Numerose sono le tipologie di biomateriali utilizzati come scaffold in questo tipo di tecnica ma, ad oggi non esiste ancora un supporto in grado di sostituire completamente la componente cellulare della cartilagine articolare.

Considerato l’elevato contenuto di acido ialuronico della cartilagine e dei tessuti sinovia li, biomateriali derivati dall’acido ialuronico sono stati impiegati sia come struttura tridimen-sionale per coltivare condrociti autologhi sia in diverse applicazioni di ingegneria tissutale Hyalograft C, HYAFF® Fidia Advanced Biopolymers (FAB) .

L’acido ialuronico è un polisaccaride, componente della matrice extracellulare, che ha varie funzioni: strutturali, fisiologiche e biologiche.

Come componente della matrice extracellulare, oltre al fondamentale ruolo strutturale e di idratazione del tessuto connettivo, l’acido ialuronico interagisce attivamente con i proteo glicani e i fattori di crescita, agisce come “scavenger” di radicali liberi e regola adesione, crescita, differenziazione e migrazione di vari tipi cellulari.

I condrociti coltivati su matrice Hyaff® recuperano il fenotipo differenziato e mantengono la loro capacità naturale di produrre il collagene di tipo II, assicurando la formazione di car tilagine ialina.

L’impianto definitivo dello Hyalograft C è preceduto,circa 30 giorni prima, dal prelievo di cartilagine sana per via artroscopica come per il Carticel.

In artrotomia o in artroscopia, evidenziata la lesione cartilaginea, essa viene curettata fi-no al tessuto sano, evitando la perforazione dell’osso subcondrale.

È utile eseguire una toilette ed una regolarizzazione dei margini della lesione cercando di ri-muovere frammenti semimobili per ottenere una demarcazione stabile dell’area della lesione condrale.

Una volta preparato il difetto, si procede alla sua misurazione.

La coltura di condrociti su patch di acido ialuronico viene ritagliata seguendo la forma e la misura della lesione, cercando di sottodimensionare il patch rispetto ai margini del difetto, in maniera che la coltura cellulare possa adagiarsi completamente nel cratere della lesione.

Il difetto è riempito con il patch in maniera che quest’ultimo non presenti pieghe o zone so-vrapposte ed abbia un contatto perfetto con l’osso subcondrale precedentemente pre-parato.