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UNIVERSITA DEGLI STUDI MILANO BICOCCA Clinica Ortopedica e Scuola di Specialità in Ortopedia Azienda Ospedaliera S. Gerardo - Monza Dir.: Prof. Giovanni.

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI MILANO BICOCCA Clinica Ortopedica e Scuola di Specialità in Ortopedia Azienda Ospedaliera S. Gerardo - Monza Dir.: Prof. Giovanni ZATTI G.Zatti Le ceramiche 23 Settembre 2011

2 Impianti primari ( > / aa in USA) Ci attendiamo una crescita sostanziale delle revisioni protesiche nelle prossime decadi ( Kurtz et al. JBJS 2007) Chirurgia di Revisione

3 Perdita di massa ossea acetabolare e/o (femorale - PTA tibiale - PTG) Cause: - patologia di base - motivi di fallimento - manovre di rimozione dellimpianto e del cemento Il problema della perdita ossea Clinical Orthopaedics & Related Research: December 2003 Samuelson et al., 1988 Innesto osseo adeguato?

4 Vie della rigenerazione ossea OSTEOINDUTTIVAOSTEOCONDUTTIVAOSTEOGENICHE 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

5 Innesto osseo Un 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,

6 Innesto osseo Losso Autologo: - è il gold standard - quantità limitata!! - donor site morbidity Losso 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,

7 TypeGraftOsteo- conduction Osteo- induction Osteo- genesis Advantages BoneAutograft322Gold standard Allograft310Availability in many forms BiomaterialsDBM120Supplies osteoinductive BMPs, bone graft extender Collagen200Good as delivery Vehicle system CeramicsTCP, HA100Biocompatible Calcium phosphate cement 100Some initial structural support Possibili innesti Injury Nov;36 Suppl 3:S20-7

8 Ceramiche: hydroxyapatite (HA), β-tricalcium phosphate (β-TCP) bioactive glass coralli

9 Lidrossiapatite (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 dellidrossiapatite -scarsa resistenza alle forze di carico Lidrossiapatite (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 dellidrossiapatite -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,

10 -biocompatibilità delle ceramiche risiede nel fatto che, come losso, sono costituite da calcio e fosfato -composizione chimica e strutturale molto simile alla fase minerale dellosso -materiale osteoconduttivo ideale deve essere biodegradabile: degradandosi lascia il posto allosso ospite neoformato -biocompatibilità delle ceramiche risiede nel fatto che, come losso, sono costituite da calcio e fosfato -composizione chimica e strutturale molto simile alla fase minerale dellosso -materiale osteoconduttivo ideale deve essere biodegradabile: degradandosi lascia il posto allosso ospite neoformato Le ceramiche The Use of Ceramics as Bone Substitutes in Revision Hip Arthroplasty; Michael R. Whitehouse ; Materials 2009, 2, HA, CP, TCP and β-TCP

11 Ceramiche: HA, CP, TCP and β-TCP The Use of Ceramics as Bone Substitutes in Revision Hip Arthroplasty; Michael R. Whitehouse ; Materials 2009, 2, Il riassorbimento delle ceramiche dipende: - composizione chimica - porosità ( ottimale tra µm, interconnesione e volume dei pori del 75-80%) - grande porosità inducono più rapidamente losteoconduzione (fosfato tricalcico biodegrada entro 4-8 settimane dallimpianto - velocità di volte > rispetto allidrossiapatite )

12 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, Proprietà meccaniche proprie dellidrossiapatite Possibilità di riassorbimento e di sostituzione con osso neoformato da parte dellospite

13 Sintetici: a base di fosfato di calcio Alta biocompatibilità Non cè 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,

14 Ceramiche:

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16 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

17 Caratteristiche The Use of Ceramics as Bone Substitutes in Revision Hip Arthroplasty; Michael R. Whitehouse ; Materials 2009, 2,

18 Ceramiche solo osteoconduttive da sole non bastano… Quindi associazione di prodotti osteoconduttivi e osteo- induttivi/- genici materiali

19 Le ceramiche Non esistono RCT Studi con pochi pazienti e follow up brevi Promettente alternative ad innesti autologhi e allogenici Evidente riduzione dei costi (calcium phosphate ceramic)

20 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

21 Bone graft substitutes in hip revision surgery: A comprehensive overview; Andrew Beswick, Ashley W. Blom ; Injury, Int. J. Care Injured (2011)

22 VANTAGGI del sintetico rispetto allauto- 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: , 1997.

23 SVANTAGGI sintetico vs auto- allograft Non concesso il carico precoce sullimpianto 1 Tempi di riassorbimento dellinnesto piuttosto lunghi (3-16 mesi a volte anni) 2 Costi della singola operazione 1.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): 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 :

24 Cosa fare? -Tecnica chirurgica -Ulteriori studi

25 D. G – Donna 69 anni mobilizzazione asettica cotile destro PTA destra da 15 anni e sinistra da 10 anni Rx pre-op

26 PREPARAZIONE: Subito prima dellimpianto il concentrato di GF e la trombina attivata sono mischiati e insieme versati sul sostituto osseo (bcpc).

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28 Revisione cotile – Osso sintetico + gel piastrinico Rx post-op

29 Rx post- op 1 anno

30 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

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33 Post op Revisione cotile - innesto osseo allogenico + sintetico e gel piastrinico

34 Post-op 2 anni

35 P.R - Uomo di 54 anni - Frattura periprotesica e mobilizzazione cotile PTA sinistra da 17 anni in esiti di displasia Rx pre-op

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37 Rx post- op – sostituto osseo

38 Rx post - op 6 mesi

39 - Stabilità primaria? - Buona ricostruzione del Bone Stock - Materiale affidabile - Risultati dipendono strettamente dalla correttezza della procedura chirurgica Conclusioni

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