Innesti ossei morcellizzati e sgrassati addizionati ad antibiotico e PMMA “in vivo”: prime valutazioni istologiche.

1.
Comunicazione in occasione del Memorial Meeting in onore del Prof. Mario Campanacci.

“Innesti ossei morcellizzati e sgrassati addizionati ad antibiotico e PMMA “in vivo”: prime valutazioni istologiche”

2.
Gli innesti omologhi morcellizzati non sono una novità. Le prime descrizioni in letteratura risalgono al 1947, quando De Grood descrisse l’utilizzo di innesti morcellizzati impregnati di antibiotico per la cura delle complicazioni settiche ortopediche da ferite di guerra.

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Nel 1996 Hovelius e Ullmark descrivono una nuova tecnica di produzione di innesti morcellizzati utilizzati per la revisione di protesi di ginocchio.

4.
Da 1998 la Banca del Tessuto Muscolo -Scheletrico dell’Istituto Rizzoli produce regolarmente innesti ossei omologhi morcellizzati secondo l’esperienza di Hovelius e Ullmark.

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Il tessuto osseo deve essere spongioso, ripulito da parti fibrose, corticali e in minor misura cartilaginee.

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Con un apposito mercellizzatore, sterilizzabile e quindi utilizzabile anche in sala operatoria, si “grattugia” il segmento osseo che deve fare da innesto. Si ottengono così frammenti di spongiosa con dimensioni ottimali comprese fra i 3 e i 5 mm.

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L’osso morcellizzato viene in seguito lavato tre volte con soluzione salina calda, in modo da asportare la componente grassa midollare.

Thorèn ha dimostrato che lo sgrassamento riduce la flogosi da istio-incompatibilità degli innesti omologhi e ne accellera la osteoinduzione.

8.
Il morcellizzato pronto viene confezionato in una triplice busta sottovuoto e sterilizzato con raggi gamma. Viene conservato in seguito a -80° C. (vedi Banca dei Tessuti Muscolo-scheletrici).

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L’esame istologico a 4 settimane dall’utilizzo di innesti morcellizzati evidenzia i frammenti di osso innestato (rosa scuro) inizialmente ricoperti da tessuto osseo neoformato (rosa chiaro). Quest’ultimo è abitato da lacune osteocitiche con osteociti attivi. Attorno alle trabecole ossee c’è un tessuto abbondantemente vascolarizzato.

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A sei mesi gli innesti sono ancora visibili (verde scuro), sono inglobati da un abbondante tessuto osseo neoformato (verde chiaro). Si vedono bene le lacune osteocitiche vuote degli innesti morcellizzati, mentre l’osso neoformato è ricco di osteociti attivi e di vasi.

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A quattro anni, nel volume osseo riempito dagli innesti morcellizzati, si vede un tessuto osso omogeneo, riccamente vascolarizzato.

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Ad un maggiore ingrandimento si rileva un tessuto osseo omogeneo, con grandi lacune emopoietiche riccamente vascolarizzate. Non vi sono più tracce degli innesti morcellizzati.

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Dal mese di ottobre del 1998 al mese di agosto del 2002 nell’Istituto Rizzoli di Bologna, in 246 pazienti operati per patologie diverse, sono stati impiegati innesti ossei omologhi morcellizzati.

82 revisioni di protesi d’anca
6 revisioni di protesi di ginocchio
13 protesi d’anca in artrosi secondaria
51 artrodesi vertebrali
50 borraggi di lesioni osteolitiche
47 osteosintesi in pseudoartrosi

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Mobilizzazione asettica bilaterale della componente cotiloidea di protesi d’anca. La perdita di sostanza ossea appare più importante a sinistra. La lesione è valutata 2B secondo la classificazione di Paprosky.

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Il cotile mobilizzato è stato sostituito
con un cotile press-fit avvitato. La lacuna ossea cotiliodea è stata riempita con innesto morcellizzato compattato.

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Mobilizzazione bilaterale della componente cotiloidea di protesi d’anca. Lesione più importante a sinistra.

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Situazione anatomica in sala operatoria: il cotile è stato colmato di innesti morcellizzati. Un cotile da revisione ed una retina in titanio, opportunamente modellata, servono a contenere il morcellizzato stesso. Il cotile viene avvitato sull’anello di sostegno e contemporaneamente in compressione sull’innesto sottostante.
A destra la radiografia postoperatoria.

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Controllo radiografico a tre mesi e a due anni.
Il voluminoso innesto di osso morcellizzato è ben visibile e non presenta aree di riassorbimento.
Il risultato clinico è buono.

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Tumore a cellule giganti.

20.
Radiografia postoperatoria.
La cavità osteolitica viene ripulita con metodica opportuna e
riempita da innesto morcellizzato impattato. L’innesto appare d’aspetto omogeneo e maggiormente addensato rispetto al tessuto osseo circostante indenne.

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Controllo a 12 mesi.
Innesto ben visibile, integrato senza zone di riassorbimento e di aspetto omogeneo.

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Cisti ossea. A destra controllo radiografico dopo un mese dall’intervento di svuotamento e borraggio con osso morcellizzato.

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Controllo a tre e sei mesi.
Nel controllo a sei mesi si nota come vi sia stata una completa fusione dell’innesto con l’osso circostante.

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Considerazioni a carico degli
innesti morcellizzati di Banca:

Alta plasticità.
Possibilità di riempire ogni difetto cavitario.
Alta resistenza al rischio settico.
Scarsa resistenza meccanica.

25.
In seguito alle positive esperienze con innesti morcellizzati, si è pensato ad una estensione delle indicazioni per il suo impiego anche nella patologia settica ortopedica. In letteratura recente sono stati individuati due articoli significativi di Winkler e Witso.

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Valutazione della dismissione di antibiotico in vitro da osso morcellizzato addizionato a cemento acrilico e polvere di antibiotico.

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28.
Con un apposito stampo sono stati
prodotti 16 cilindri di 1 cm di diametro per 1 cm di altezza costituiti da:

10 cil. osso morc.+ antib.+ PMMA
6 cil. antib. + PMMA

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Cinque cilindri C-A-MB e tre cilindri C-A sono stati immersi in “pool” di plasma umano. Cinque cilindri C-A-MB e tre C-A sono stati immersi in soluzione salina in armadio termostatato a 37° per 4 settimane.Nella prima settimana plasma e soluzione salina sono stati cambiati ogni giorno.

30.
Il maggiore rilascio di antibiotico
complessivo, nelle 4 settimane, è stato dato dai cilindri C-A-MB immersi nel plasma.
Il rilascio minore è stato quello dei cilindri C-A immersi in plasma.
.

31.
Nel primo giorno di immersione i cilindri C-A-MB e C-A in soluzione salina hanno rilasciato la quantità maggiore di antibiotico. I cilindri C-A-MB in plasma hanno rilasciato una quantità di antibiotico di quasi la metà. Nei giorni successivi però il rapporto si è invertito e i cilindri C-A-MB in plasma hanno continuato a rilasciare antibiotico in quantità maggiore rispetto agli altri.

32.
Nelle tre settimane successive il rapporto si è mantenuto ed i cilindri C-A-MB hanno continuato a rilasciare la quantità maggiore di antibiotico.
Il dosaggio dell’antibiotico, alla fine della quarta settimana, presentava una quantità molto significativa, ancora di efficacia terapeutica.

33.
Nel tentativo di definire nel modo più completo le caratteristice del “composito” osso morcellizzato-antibiotico-cemento, è stata fatta anche una valutazione delle caratteristiche meccaniche.

34.
Al test di compressione meccanica i cilindri C-A-MB hanno rivelato una resistenza di 13,6 MPa. Resistenza analoga a quella dell’osso spongioso della testa femorale umana.

35.
Al test di trazione meccanica i cilindri C-A-MB hanno rivelato una resistenza particolarmente scarsa.

36.
Valutazione istologica della bio-compatibilità del composito C-A-MB.

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Preparato istologico.
Si nota la sezione cilindrica del composito. In verde, centrali, i frustoli di osso morcellizzato circondati dai cristalli di cemento acrilico. Attorno trabecole ossee e resina da preparato istologico.

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39.
Lo stesso preparato a maggiore ingrandimento, esaminato con microscopio a fluorescenza, sensibile alla tetraciclina.
La presenza di tetraciclina nell’intera sezione del cilindro indica che una osteogenesi è avvenuta anche all’interno del cilindro.

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41.
A maggiori ingrandimenti si ha
conferma dei risultati precedenti.

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44.
Considerazioni sulle caratteristiche del “composito” C-A-MB:

- alta plasticità,
- riparazione completa di qualsiasi difetto cavitario,
- alta resistenza agli stress in compressione,
- ottima biocompatibilità

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Giovanni Gualdrini.