I LEGAMENTI SINTETICI Dottore Claude SENNI Già Chirurgo Ortopedico degli Ospedali Universitari di Nice Direttore della ricerca e sviluppo della Società LARS Coordinatore del Gruppo di Studi sui legamenti BIOATTIVI* *Pr. V. MIGONNEY - Institut Galilée Université PARIS XIII (France) *Pr. G. CERULLI - Università di PERUGIA (Italia) *Pr. R. LORENTZON - Università dei UMEA (Svezia) *Dr. C. SENNI - Università di Nice (Francia)

FALLIMENTI ANNI 80 RESISTENZA INSUFFICENTE:rotture precoci e a medio termine, allentamenti Elasticità e resistenza insufficiente alla trazione in continuo : dovuto alla scelta del materiale - Alla deformazione : perché tessiti o a maglia - Alla flessione trazione rotazione : dovuto a attriti tra le fibre - Tecnica approssimativa BIOCOMPATIBILITA’ ALEATORIA : sinoviti acute con eliminazioni e croniche. Desensimaggio parziale (eliminazione insufficiente dei grassi di ensimaggio citotossici). - Microporosità insufficente (50 micron) TECNICA APPROSSIMATIVA : fallimenti meccanici e biologici - Isometria approssimativa (artrotomia) Conflitti con la gola Angoli killer Tensione eccessiva (attrito sulla cartilagine) Non utilizzo del residuo di LCA (apporto di cellule, vasi, fattori di crescita) colonizzazione fibroblastica parziale o nulla.

SINTETICI LARS- AUMENTO DURATA -scelta del poliestere (PET): A 22 milioni di cicli (# 14 anni) 1,9 mm di allungamento residuo , nessuna rottura -struttura originale della trama , fibre attive lavorando nell ’asse, eliminazione delle fibre transversali nel segmento intrarticolare = Concetto Fibre Libere - -torsione fisiologica:50% delle fibre lavorano alternativamente nella flesso estensione -perfezionamento della tecnica * Isométria (Evitare qualsiasi contatto con l ’osso o la sinovia. * Linéarità (Niente angoli killer) * Rispettare il moncone che deve essere attraversato dal Lars * Nessuna tensione * Materiale ancillare adeguato * Artroscopia ( propriocettività) * Navigazione Legamento LARS AC 80 C

STUDIO MECCANICO SERCOVAM STUDIO BIOCOMPATIBILITA’ URDC

CROMATOGRAMMA CORRISPONDENTE A L’ESTRAZIONE DALLA FIBRA DI POLIESTERE CON EXANE ( tappa 7)

CRESCITA DELLE CELLULE MRC5 SUL LEGAMENTO PROTETICO (2) E SUL LEGAMENTO NON DESENSIMATO ( 3)

COLONIZZAZIONE FIBROBLASTICA

CARICHI AMMISSIBILI ALLA TRAZIONE IN CONTINUO ( SERCOVAM)

LCA LCP SPALLA

VANTAGGI:- Percentuale alta di risultati soddisfacenti INCONVENIENTI DEGLI AUTOTRAPIANTI Durata dell’intervento moggiorata dal prelievo Necessità di prelevare sul paziente aggiungendo alla lesione iniziale un danno iatrogeneo con rischio di complicazieni intrinseche. Maggior sacrificio osseo ( tunnel di 8 a 10 mm e delle parti molli ( tendini,cute,capsula ) sede dei meccano ricevitori della propriocettività con alterazione della funzionalità. Lunga fase di « legamentizzazione » con perdita del 50% della resistenza del trapianto, necessitando una lunga interruzione delle attività fisiche ( 6 / 7 mesi ). Allentamenti progressivi mei primi mesi ( ST-G) In caso di fallimento o di nuovo incidente : necessità di prelievo autolgo iterativo che peggiora ancora il danno. i tunnel di grande diametro rendono più difficile la modifica eventuale della loro direzione. VANTAGGI:- Percentuale alta di risultati soddisfacenti - Durata teoricamente definitiva

COMPLICAZIONI DEGLI AUTO TRAPIANTI Rotture peroperatorie del trapianto se troppo gracile. Accorciamento del tendine rotuleo con rotula alta. Déficit permanente d ’estensione. Syndrome del ciclope. Dolori anteriori persistenti Indebolimento del quadricipite. Rotture precoci ( ST-G). Hematomi diffusi ( ST-G). Alterazione del controllo degli ST-G sulla rotazione .( Minor protezione del LCA) Fratture della rotula. Autori % di complicazioni Numero di casi BRANCA 1,5% 1600 CERULLI 13,0% 527 CHRISTEL 20,0% Metanalisi PINCEWSKI 35,0 % ? QUAGLIA 58,0 % 280 PAESSLER 82,0 % 100

RISULTATI DELLE RICOSTRUZIONI CON AUTO TRAPIANTI (TR - ST-G) BUONI RISULTATI AUTORE TIPO N° di CASI FOLLOW UP Hubert Retro 218 5 anni 86% Puddu Retro 102 10 anni 86% Denti Retro 102 5,2 anni 80% Otto Retro 65 5 anni 80% Hulet Retro 100 5 anni 82% Pisaneschi Retro 185 2,5 anni 67% Pincewski Prospettivo randomizzato 90 TR ? 82% ‘‘ 90 ST-G ? 72% Gobbi ‘‘ 100 38 mesi 85/90 score IKDC Condello-Renstrom ‘‘ 400 5 anni 62% Daniel ‘‘ ) metanalisi 5 e 7 anni 83% migliorati Clancy ‘‘ ( 48 mesi 97% buoni e Mb Anderson-Gilquist ‘‘ ) 58 mesi Score Tegner = a non operati Metanalisi svizzera Retro ? 10 anni 86% migliorati ma 53% sport allo stesso livello AAOS Nessuna tecnica mette al riparo dell ’evoluzione artrosica in particolare se lesione meniscale * 70% degli interventi sono fatti da chirurghi che operano meno di 30 legamenti / anno * Le serie presentate sono spesso inferiori a 100 casi con follow up < a 5 anni .

FALLIMENTI DEI TRAPIANTI “ BIOLOGICI ” Fallimento= Rottura del trapianto (Spontanea o da nuovo trauma) o KT 1000 > 5 mm o necessità di revisione) AUTORE N° CASI F.UP TIPO % FALLIMENTI Pinczewski 59 7 anni TR 10 % (Rotture) Patel 32 5 anni TR 10% (Rotture) Feagin 69 2-10 anni TR 11% ST-G 17 % Barret 37 2 anni TR 8 % ST-G 23 % Neyret 86 6 anni TR 21 % (“ Simple patellar tendon graft provides insufficent repair of the ACL”) Siebold 325 10 anni allografts 15 % Zaffagnini 47 4 anni allografts 36 % S.LY Woo :” …i risultati a lungo termine sono meno impressionanti. Il tasso di revisioni delle ricostruzioni del LCA ha aumentato del 50 % negli ultimi 5 anni.

RISULTATI REALI DELLI GOLD STANDARD ATTUALI ….good to excellent results have been reported. However a critical revue of the litterature reveals that the succes rates reported for ACL reconstruction after relatively short terrm follow up are beetween 69 and 95%. Longer term results are less impressive, and some autors have reported that, over time , some patients develop unstable knees and pain or require revision. …..AS A RESULT THE NUMBER OF ACL REVISION SURGERIES HAS DOUBLED IN IN THE PAST 5 YEARS ….NE RISULTA CHE IL NUMERO D ’INTERVENTI DI REVISIONE DEL LCA HA AUMENTATO DEL 50% NELLI ULTIMI 5 ANNI Savio L-WOO (Pittsburgh University. USA) American Journal of Sports Medicine 30:660-666 (2002)

VANTAGGI DEI LEGAMENTI SINTETICI Niente prelievi , niente complicazioni indotte Velocità dell ’intervento (30 min ) Rispetto dello stock osseo e parti molli (propriocettività ,forza muscolare e degli ST-.G mantenuta ) Day surgery possibile ( Sanguinamento ridotto 80cc , poco dolore). Importante riduzione delle sedute di fisioterapia Ritorno accelerato alle attività sportive e di lavoro ( 6 settimane) In caso di fallimento : - i tunnel di piccolo diametro permettono di cambiare la direzione se è necessario. -disponibilità infinita. - intervento riproducibile con artificiale o biologico Aspetto cosmetico:3 tagli di 4 mm INCONVENIENTI - Qualche difficoltà per rimuovere il Lars in caso di ripresa - Durata di vita incerta ( 5 a 10 anni o più ?)

STUDI CLINICI RETROSPETTIVI NON RANDOMIZZATI Risultati ottimi RISULTATI DEI LEGAMENTI LARS STUDI CLINICI RETROSPETTIVI NON RANDOMIZZATI Risultati ottimi Autore N° di casi Follow up Sinoviti acute e buoni Laboureau 257 5/8 anni 0 89% di riprese Teulé 220 5/8 anni 0 delle attività sportive Derriks 297 5/8 anni 0 allo stesso livello Derriks 220 4 anni 0 86% Teulé 297 1/7 anni 0 89% Duval 129 4 anni 0 87% Duval 47 45 mesi 0 86% Maheras 100 Atleti pro 4 anni 0 92% Beaufils 14 LCP 1 / 7 anni 0 IKDC: B:7 C:3 D:2 STUDI PROSPETTIVI RANDOMIZZATI DUVA L 30 TR 3 anni 0 IKDC+KOOS 30 Lars 3 anni 0 identici a 3 anni % FALLIMENTI LARS IN ITALIA Dal 1996 a oggi 880 LCA impiantati. Rotture, scivolamento su viti:7 casi riportati = 0,8 %

INDICAZIONI PRESENTI DEI LEGAMENTI ARTIFICIALI - I casi in cui non è possibile prelevare tendini - revisioni per rotture iterative di trapianti biologici - rotture del LCP - lussazioni del ginocchio - meno di 13 anni, oltre i 35/40 - donne che non accettano cicatrici - necessità di ripresa accelerata dell ’attività di lavoro o sportiva - sportivo di alto livello che deve salvare una stagione, l ’occasione della vita o una fine di carriera. - lesioni di diversi legamenti e tendini * spalla : acromio - claveare, cuffia dei rotatori * tibio tarsica * tendini, bicipitale, rotuleo, quadricipitale, d ’Achille . Le necessità professionali , la voglia di non rinunciare alle attività sportive, il fatto, che comunque,l ’evoluzione verso l ’artrosi dovrebbe limitare la durata anche dei trapianti autologhi, la velocità e la qualità dei risultati funzionali fanno accettare sempre di più, da pazienti informati, gli inconvenienti degli artificiali.

CONCLUSIONE Pensiamo che visti i risultati , che si avvicinano a quelli dei biologici quando non sono migliori con meno inconvenienti, ci sia un posto per il sintetico nell’arsenale dell’ortopedico, là dove il biologico trova i suoi limiti. Esiste la possibilità , e ci siamo vicini , di eliminare l’ultimo inconveniente che è l’incertezza sulla durata di vita, grazie al nostro concetto dell’autoriparazione tramite i biocopolimeri bioattivi . In questo caso si potrebbe parlare di un vero gold standard ( Dopo averne verificato le realtà con 10 anni di studi randomizzati !!! ) GRAZIE DELLA VOSTRA PAZIENZA APRITE IL FUOCO!

COME MIGLIORARE I RISULTATI * TECNICA PIU’ PRECISA E RIPETIBILE - rispetto delle regole - navigazione IDENTIFICARE E TRATTARE LE LESIONI ASSOCIATE : - punti d’angolo, popliteo etc… LCA-LCP : SCELTA DEL RINFORZO INVECE DEL TUTTO SINTETICO - pazienti giovani e molto esigenti sul piano fisico - casi non recenti (> a 3 settimane ). LCA : MIGLIORARE IL CONTROLLO ROTAZIONALE. - con plastica antero laterale tipo Lemaire. - Doppio fascio ? LCA : MIGLIORARE IL FISSAGGIO : - Tecniche trasversali con pins o endobuttons. (Nuovi tipi di legamenti Lars creati da un anno e mezzo) LEGAMENTI BIOMIMETICI DI TERZA GENERAZIONE ?

ANGELO O DEMONIO ?

LA TRIPLICA ELICA DEL COLLAGENE

CADAVERE DI LEGAMENTO

COLLAGENE (parziale) POLIETILENE TEREFTALATO

IL COLLAGENE NON E PIU VIVO DEL IL POLIESTERE FINCHE È SPROVISTO DI CELLULE IL COLLAGENE E IL PET SONO TUTTI E DUE DEI COPOLIMERI COMPOSTI DA ATOMI ASSOLUTAMENTE SIMILI DI CARBONIO, IDROGENO,OSSIGENO, AZOTO, FOSFORO, FERRO etc….. NON ESISTE DIFFERENZA FONDAMENTALE TRA I POLIMERI ORGANICI E QUELLI SINTETICI. QUELLI ORGANICI NON SONO DIVINI E I SINTETICI DIABOLICI. L ’UNICA DIFFERENZA È NEL MODO DI DISPORRE GLI ATOMI NELLA MOLECOLA CHE FA CHE I PRIMI SONO RICONOSCIUTI DALL ’ORGANISMO E I SECONDI NO.

PROCESSO DI « LEGAMENTIZZAZIONE » (Amiel) FASE I: Devascolarizzazione,morte cellulare e necrosi. FASE II: Rivascolarizzazione. Ripopolamento cellulare.Il collagene perde i due terzi della sua resitenza .( Perdita dei legami transversali e delle fibre di grande diametro) FASE III: Di rimodellamento: da collagene pero di tipo cicatriziale a fibre corte di Sharpey senza valore meccanico. Nell ’umano questa fase dura 12 mesi! FASE IV: Di maturazione del collagene (1 a 3 anni) che diventa nuovamente, ma mai totalmente, di tipo I e III Questo processo non è mai completo. Dopo 9 anni il diametro delle fibre è sempre abbassato a 25/75 micron invece di oltre 100 /125 (Shino) Nessun terminale nervoso è mai stato ritrovato su legamento ricostruito con TR , 37 mesi dopo l ’intervento. La resistenza finale , da 8 a 24 mesi dopo l ’intervento , non supera il 30 a 40 % della resistenza normale del LCA .( Compilazione Pr Christel) UN TENDINE NON DEVENTERÀ MAI UN LEGAMENTO Clancy 1981 Shino 1984 Curtis 1985 Holden 1988 Oakes 1993

Fibre di P.E.T. e fibroblasti

Legamento LARS - Revisione a 6 mesi - Notare la vascolarizzazione - (Pr CERULLI)

TUTORI DELLA RICOSTRUZIONE FIBROBLASTICA IL COLLAGENE DEL TRAPIANTO IL POLIESTERE DEL LEGAMENTO AUTOLOGO SINTETICO sono tutti e due dei TUTORI DELLA RICOSTRUZIONE FIBROBLASTICA

VIE POSSIBILI VERSO L ’AUTORIPARAZIONE VIA BIOLOGICA VIA SINTETICA CAMBIARE IL MATERIALE Scambiare gli autotrapianti con Fibre di nuova générazione *Omotrapianti da cadavere (1 decesso nel 2002) * Nanotubi di carbonio * Xenotrapianti animali (Rischi infettivi , rimodellamento?) * Seta di ragno * Collagene sintetico MIGLIORARE I MATERIALI ESISTENTI CON LA BIOINGEGNERIA RENDERE IL P.E.T BIOATTIVO CELLULE STAMINALI FATTORI DI CRESCITA LARS BIOATTIVI (PDGF.FGF.GDF .VEGF. NGF) = GOLD STANDARD? Allo studio : Lorentzon Introdtti con:semplice apporto locale Lissitsy :su supporto di Poli(d.lactide) Tuttora mal controllate INGENIERIA GENETICA (Rischi tumorali) virus carriers vettori del gène la cui espressione è la protéina scelta-Evans,Haendel,Nakamura Woo,Fu. (Rischi di riattivazione del virus .Leucemie indotte .)

Catene polipeptidiche di glycina alanina sérina della seta , strutturate in foglietti béta

Sistema chiave-serratura eparina-like su tubo di polietilene COPOLIMERI BIOMIMETICI BIOATTIVI Sistema chiave-serratura eparina-like su tubo di polietilene BIOCOPOLIMERO ADN LIKE

FIBROBLASTI SU LEGAMENTO NON PREPARATO COLTURA A 9 GIORNI ( Prof. MIGONNEY LBPS )

FIBROBLASTI SU PET BIOINTEGRABILE

CONCLUSIONI 1- A parere nostro non esiste per ora un vero gold standard che riunisca tutti i fattori di successo. 2- L ’avvenire sarà quello dell ’autoriparazione della lesione elaborata dall ’organismo del paziente stesso, su un tutore morfo direttore, eventualmente aiutato dalla bioingegneria. 3- I Copolimeri Bioattivi potrebbero diventare, se mantengono le loro promesse nelle prove in vivo, il o uno dei gold standard di domani. 4- In ogni caso la navigazione dovrebbe essere essenziale nel miglioramento dei risultati, cancellando le nostre imperfezioni tecniche.

I DIECI COMMENDAMENTI I- Le indicazioni prudenti rispetterai, il paziente informerai, a l’ entusiasmo resisterai. II-Il prima possibile le lesioni opererai(7a 15 giorni) III-L’isometria al massimo rispetterai.(Navigazione?) IV-La linearità applicherai (Niente angoli killer). V-I residui del biologico preserverai e utilizzerai. VI-Gli impingement eviterai. (Notch plasty eventuale). VII-Sul Lars nessuna tensione eserciterai. VIII-Le fibre libere nell’articolazione perfettamente centrerai. IX-La miglior fissazione ricercherai. (Se la trovi !) X-Studi randomizzati il più possibile farai.