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Influenza farmacologica sulla osteointegrazione Luigi Sarcina S.C. Ortopedia e Traumatologia - Ospedale San Giovanni di Dio Direttore: Alessandro Petrini.

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1 Influenza farmacologica sulla osteointegrazione Luigi Sarcina S.C. Ortopedia e Traumatologia - Ospedale San Giovanni di Dio Direttore: Alessandro Petrini

2 Evoluzione demografica

3 Artrosi…

4 Alterazione quantitativa: Riduzione della densità ossea Diminuita resistenza ai carichi Diminuita resistenza ai carichi Ridotta elasticità Ridotta elasticità Diminuita capacità di assorbire le Diminuita capacità di assorbire le sollecitazioni meccaniche sollecitazioni meccaniche Qualità dellosso

5 Il framework trabecolare ridotto e disorganizzato nella sua disposizione tridimensionale Losso corticale si riduce in spessore ed aumenta il diametro del canale midollare Alterazione qualitativa: Alterazione dellarchitettura ossea Qualità dellosso

6 Doll e coll. nel 2003, hanno dimostrato che losteoblasta di un individuo anziano presenta: Alterazioni della citologia e del citoscheletro, Riduzione della capacità sintetica della fosfatasi alcalina, osteocalcina e collagene Riduzione della sintesi dei fattori di proliferazione e differenziazione preosteoblastica; Riduzione delle cellule osteoprogenitrici e del numero e dellattività degli osteoblasti Qualità dellosso

7 Osteoporotic Fracture Campaign International society for fracture repair

8 1. Definire epidemiologia e patogenesi delle fratture da fragilità 2. Utilizzare impianti e dispositivi dedicati alle fratture da fragilità 3. Intervenire nella prevenzione secondaria

9 Nel mondo si stimano 1,66 milioni di fratture di femore ogni anno Attualmente la metà di queste fratture avviene in Europa e nel Nord America Fratture del femore da fragilità

10 Incidenza delle fratture del femore prossimale in Europa

11 Trattamento : Osteosintesi con viti cannulate Complicanze : Osteonecrosi 8% Pseudoartrosi 5% Fratture mediali composte Fratture da fragilità

12 Osteosintesi Complicanze: Pseudoartrosi 30% Osteonecrosi 25-30% Trattamento : Fratture mediali scomposte Protesi Fratture da fragilità

13 Minore stabilità dei mezzi di sintesi Minore tenuta delle viti Minore resistenza allinterfaccia osso-impianto Osteoporosi Frattura da fragilita

14 Una recente revisione della letteratura sulle complicanze in pazienti trattati per frattura del femore prossimale ha evidenziato un aumento della percentuale di cut-out, Ri-frattura o mobilizzazione dei mezzi di sintesi in pazienti con osteoporosi Osteoporosi e guarigione della frattura: studi sull uomo Goldhahn J et al. Osteoporos Int 2008;19(6):

15 Outcome Categoria p Osteoporosi n/N (%)No osteoporosi N/N (%) Gradi singh 1-3Gradi singh 4-6 Cut-out Pankovich Davis Yoshimine Kawaguchi 1/13 (7,7) 12/24 (50,0) 5/14 (35,7) 3/44 (6,8) 0/55 (0,0) 9/34 (26,5) 0/20 (0,0) 3/16 (19,8) 0,191 0,097 0,007 0,328 Fallimento della fissazione Pankovich Kim Nordin 8/13 (61,5) 40/85 (47,1) 5/23 (21,7) 1/55 (1,8) 9/93 (9,7) 5/37 (13,5) <0,001 <0,05 0,485 Ri-Frattura Pankovich 2/13 (15,4)0/55 (0,0)0,034 Fallimento meccanico Barrios 25/66 (59,5)8/47 (21,1)<0,05 Osteoporosi e guarigione della frattura

16 Vi sono dispositivi in grado di aumentare la stabilità e lintegrazione dellimpianto ? Dispositivi da utilizzare Polimetil-metacrilato (cemento) Cementi riassorbibili (Norian, Chronos inject…) Rivestimenti bioattivi

17 1. Reazione esotermica 2. Possibile necrosi dei tessuti 3. Possibile osteolisi da detriti del cemento Polimetil metacrilato

18 Cementi riassorbibili Norian SRS 1. Cemento in apatite carbonosa (calcio inorganico e fosfati) Norian; Cementi a base di fosfato o solfato di calcio Calcibon 2. Iniettabili con siringa 3. Solidificano in situ e riproducono la fase minerale dellosso 4. Si rimodellano nel tempo e vengono sostituiti dallosso ChronOS Inject Calcibon, Biobon

19 Impianti rivestiti in idrossiapatite Rivestimenti bioattivi 1. HA favorisce la crescita ossea 2. Favorisce lintegrazione degli impianti anche in presenza di micromovimenti 3. Diminuisce la percentuale di fallimento ?

20 Efficacia a lungo termine dimostrata solo in animali da esperimento Incoraggianti risultati in campo clinico solo con follow-up clinico a breve termine Presumibile difficoltà nella rimozione degli impianti in caso di reintervento (perdita significativa di osso) Moroni A, CORR 2004 Stern R, Injury 2007 Moroni A, CORR 2004 Stern R, Injury 2007 Rivestimenti bioattivi (idrossiapatite)

21 Stabilità dei mezzi di sintesi Guarigione della frattura Guarigione della frattura Terapia farmacologica

22 Implant fixation enhanced by intermittent treatment with parathyroid hormone Skripitz, R.; Aspenberg, P JBJS Stabilita dei mezzi di sintesi Paratormone PTH

23 … Bifosfonati (studi clinici) Lalendronato aumenta le resistenza meccanica delle fiches Lalendronato aumenta le resistenza meccanica delle fiches Stabilita dei mezzi di sintesi Alendronate Inhibits Bone Resorption at the Bone-screw Interface. Takahiro Miyaji et Al, Clin. Orthop. Rel. Res, 2004 Rats ( 50 μg/kg/die) vs 1 μg/kg/die

24 Stabilità degli impianti protesici Terapia farmacologica Maggiore durata degli impianti protesici

25 ..Osteolysis and aseptic loosening around THA is believed to be initiated a macrophage response to prosthetic wear debris resulting in the release of various inflammatory mediators. These mediators cause a maturation and stimulation of osteoclasts resulting in periprosthetic bone resorption and component loosening.. Stabilita degli impianti protesici

26 Schmalzried TP, Callaghan JJ: Wear in total hip and knee replacement J.B.J.S. 81/A,1, , TIPO 1: Usura determinata da due superfici di carico create per avere movimento reciproco (testina ed inserto in polietilene). TIPO 2: Usura determinata dal movimento reciproco di una superficie di carico con una seconda non articolare (testina e metal-back acetabolare per rottura del polietilene). TIPO 3: Usura determinata da due superfici di carico create per avere movimento reciproco, ma con linterposizione di una terza particella originata dai detriti: Third body wear. TIPO 4: Usura determinata da due superfici entrambe non create per avere movimento reciproco (polietilene e metal-back). Stabilita degli impianti protesici

27 Alendronate prevents periprosthetic bone loss- 2 years results.(Charnley) A.Leung et Al., 1999 Inhibition of Osteolysis by bisphosphonates in Canine Total Hip Arthroplasty (THA) Model Harry E. Rubash Alendronate reduces periprosthetic bone loss after uncemented primary totally THA: A prospective randomized study. (Omnifit Stryker Howmedica) Petri K. Venesmaa et Al.,J.B.M.R., 2001 ALN 5mg/die per 24 settimane 49 pz (46-81y) 10mg ALN + 500mg Ca/die per 2 anni DXA: BMD=1,4±0,76% (ALN) -0,4±1,75% (Placebo) 10mg ALN ± 500mg Ca/die per 6 mesi DXA: BMD= -9,9% (Ca) vs -2,6% (ALN+Ca) Stabilita degli impianti protesici

28 Effect of Alendronate on periprosthetic bone loss after TKA: A one years randomized controlled trial of 19 patients.(Duracon-Howmedica; Nexgen-Zimmer; AGC- Biomet) T.A.Soininvaara et Al., 2002 Alendronate prevents femoral periprosthetic bone loss following THA : prospective randomized double blind study. (PPF Stem) Mohammad Arabmotlagh, pz 10mg ALN + 500mg Ca/die per 1 anno DXA: BMD= -14,3%-23,6% (Ca) ; 0,48-5,5% (ALN+Ca) 51 pz I 20mg ALN/die per 2 mesi + 10mg/die per 2 mesi II 20mg ALN/die per 2 mesi + 10mg/die per 4 mesi III Placebo; DXA: BMD= - 10% (ALN) -26% (Placebo) Stabilita degli impianti protesici

29 Effect of Risedronate on bone metabolism after THA: A prospective randomized study Plamen Kinov et Al., Acta Orthop. Belg.,2006 Stabilita degli impianti protesici 24 pz, THA ibride: 12 pz 35mg RSD/week per 6 mesi; 12 pz controlli Markers sierici ed urinari (BAP, Osteocalcina, Desossipiridolina),DXA, preop.,3-6 mesi f.u. Risultati: No al controllo RX, riduzione dei markers ed DXA (BMD 1.01%) a 6 mesi Risedronate reduces postoperative bone resorption after cementless THA S. Yamasaki et Al. Osteoporos Int, pz, THA non cementate: 22 pz 2,5mg RSD/die per 6 mesi; 21 pz controlli Markers sierici ed urinari (BAP, NTX type 1 collagen),DXA, preop.,3-6 mesi f.u. Risultati: No al controllo RX, riduzione dei markers, DXA (BMD 11.9% vs 20.2% zona 7) a 6 mesi The effect of Risedronate on bone mineral density after THA D.F.Scott et Al., Poster THA non cementate: 5mg RSD/die da 1 settimana preop. per 2 anni; DXA, preop., 1 settimana, 6 settimane, 6 mesi, 1 anno, 2 anni f.u. Risultati: No al controllo RX, DXA (BMD 4.23% vs 11.93% ) a 2 anni The effect of Risedronate on bone mineral density after THA D.F.Scott et Al., Poster

30 Local Bisphosphonate Treatment Increases Fixation of Hydroxyapatite-Coated Implants inserted with Bone Compaction T. Jakobsen et Al..J.Orthop. Res.,2008 Osteointegration of Cementless Implants with Different Biphosphonate Regimens C. Eberhardt et Al., Clin. Orthop. Rel. Res., rats, 3 gruppi: G1 25 μg/kg/die IBN per 28 giorni; G2 28X25 μg/kg/one shot; G0 controlli Femural nail Ti sx Ti rivestiti in HA dx Stabilita degli impianti protesici DXA: BMD periprotesica; The bisphosphonate ibandronate accelerates osseointegration of hydroxyapatite-coated cementless implants in an animal model C. Eberhardt et Al., J.Orthop. Sci., rats, 4 gruppi: 1.0,2.5,5.0 μg/kg/die IBN per 42 giorni; G0 controlli Risultati: 5 μg/kg/die aumenta del 60% losteointegrazione degli Impianti Ti+HA vs gruppo di controllo 10 dogs: cilindri in Ti impiantati nelle tibie prossimali ; Risultati: applicazione locale di IBN sugli impianti aumenta la BMD periprotesica, la resistenza e la rigidità dellimpianto

31 Local peroperative treatment with a bisphosphonate improves the fixation of total knee prostheses A randomized double blind radiostereometric study of 50 pz M. Hilding et Al. Acta. Orthop., pz, 1mg di IBN applicato alla superficie ossea tibiale un minuto prima della cementazione; f.u.1 giorno/6,12,24 mesi; nessun allentamento asettico; la maggior migrazione dellimpianto tibiale è stata rilevata (RSA) nel f.u a 6 mesi Stabilita degli impianti protesici Strontium-containing hydroxyapatite bioactive bone cement in revision hip arthroplasty G.X. Ni, et Al.,2006 Confronto tra PMMA e cemento (Sr-HA) in THR in modelli animali; Maggiore osteointegrazione nel gruppo Sr-HA

32 Nonostante siano stati intrapresi molti studi, non esiste ancora un indice clinico che valuti direttamente leffetto della terapia farmacologica a lungo termine nelluomo sulla stabilità dei mezzi di sintesi e degli impianti protesici ! Goldhahn J et al. Bone 2008;43: Conclusioni

33 Grazie per la cortese attenzione!


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