Injertos óseos: Nuevos desarrollos

Muchas afecciones de la columna que se tratan con cirugía requieren un procedimiento llamado fusión espinal. La fusión espinal es la unión o fusión de una o más vértebras para reducir el dolor y estabilizar la columna vertebral. Durante una fusión espinal, se puede usar una amplia variedad de implantes, tornillos y jaulas para mejorar la fusión. Sin embargo, la fusión solo se considera exitosa cuando los huesos crecen juntos biológicamente y forman una masa sólida.

Para ayudar a lograr esta fusión biológica, se deben usar injertos óseos u otros productos biológicos que promuevan el crecimiento óseo. Actualmente hay muchos tipos diferentes de productos biológicos que los cirujanos pueden usar para ayudar a lograr la fusión espinal sólida. Es muy importante que los pacientes y cirujanos entiendan todas las opciones y cómo funcionan cada uno de estos productos biológicos. Dado que el éxito de cada uno varía, se debe tener una consideración cuidadosa al elegir un material de injerto.Injerto óseo autógeno
El estándar de oro del injerto óseo es tomar el propio hueso del paciente. Esto se denomina injerto óseo autógeno. Esto significa que en el momento de la cirugía, el cirujano hace una incisión separada y toma un pequeño trozo de hueso de una zona del cuerpo donde no es necesario. Por lo general, los injertos óseos autógenos se toman de la pelvis o de la cresta ilíaca. El injerto óseo autógeno tiene excelentes tasas de fusión y se ha convertido en el estándar por el que se miden todos los demás productos biológicos. Muchos cirujanos prefieren los injertos óseos autógenos porque no hay riesgo de que el cuerpo rechace el injerto, ya que proviene del propio cuerpo del paciente.

El injerto óseo autógeno presenta desventajas, como la necesidad de una incisión adicional, dolor y molestias que a menudo duran mucho después de la curación de la cirugía, así como posibles complicaciones, como una mayor pérdida de sangre y un tiempo prolongado en el quirófano. Complicaciones como estas ocurren en aproximadamente el 10-35% de los pacientes y varían en su gravedad. Incluso cuando se utiliza el hueso del propio paciente, no siempre se alcanzan tasas de fusión del 100%, por lo que se han desarrollado otras técnicas de fusión.

Injerto óseo de aloinjerto
En un esfuerzo por minimizar los problemas asociados con la toma del propio hueso del paciente, se han desarrollado varias otras técnicas de fusión que utilizan productos biológicos como extensores de injertos óseos o como reemplazos de injertos óseos. Una fuente común de reemplazo o extensor de injerto óseo es el uso de hueso de aloinjerto. Un injerto óseo de aloinjerto es hueso extraído de cadáveres o personas fallecidas que han donado su hueso para su uso en el tratamiento de pacientes vivos. Esto se usa comúnmente en muchas formas para fusiones espinales que van desde fusiones intersomáticas cervicales hasta fusiones intersomáticas lumbares y puede proporcionar un excelente soporte estructural.

La desventaja del hueso estructural del aloinjerto es que no promueve el crecimiento óseo muy bien y, por lo tanto, es muy débil para estimular una fusión espinal. Aunque se utiliza con éxito para fusiones de nivel corto en la columna cervical, no es un estimulante biológico lo suficientemente potente como para permitirnos usarlo con éxito para lograr una fusión espinal en la columna torácica o lumbar. Los estudios han demostrado que cuando se utiliza hueso de aloinjerto como único material de injerto, las tasas de fusión en la columna torácica y lumbar son extremadamente pobres y la tasa de fracaso es muy alta.

Matriz ósea desmineralizada
A veces, el hueso del aloinjerto se puede desmineralizar, un proceso mediante el cual se extraen del hueso algunas de las proteínas que estimulan la formación ósea. Estas proteínas se procesan y están disponibles en varias formas. Este tipo de producto se llama matriz ósea desmineralizada y se puede usar fácilmente en lugar de o como un extensor para el propio hueso del paciente. Aunque ha fusionado con éxito las espinas en estudios con animales, no hay pruebas de que este sea un estímulo lo suficientemente poderoso como para fusionar con éxito una columna vertebral humana y, por lo tanto, no se recomienda su uso sin la adición del hueso propio del paciente. Solo se recomienda como extensor de injertos óseos y no como reemplazo.

Otros extensores de injertos
Hay varias sustancias como cerámica, fosfatos de calcio y otros materiales sintéticos que tienen propiedades y estructura biomecánicas similares a las del hueso del cadáver; sin embargo, no son biológicamente activos y no estimulan una fusión espinal por sí solos. Actualmente, estos productos solo se recomiendan para su uso como extensores de injertos óseos. Ha habido un interés reciente en la sobrealimentación de estos materiales mediante la adición de aspirado de médula ósea. Este es un procedimiento en el que las células de la médula ósea se toman en una jeringa y se empapan en el soporte estructural, como la cerámica o el hueso del cadáver. Dado que por sí solos estos productos no son biológicamente activos, la adición de células de médula ósea del paciente puede darles más actividad biológica. Esto se está probando actualmente; sin embargo, no hay buenos estudios a largo plazo en seres humanos que demuestren que esto sea eficaz para estimular la fusión espinal. Hasta la fecha, los resultados han demostrado que esta técnica es inferior al uso del injerto óseo autógeno del propio paciente. Se están desarrollando varios portadores sintéticos que también necesitarán estimulación con células de médula ósea para tener algún tipo de actividad biológica. Desafortunadamente, los estudios han demostrado que estos portadores también están muy lejos de usar el hueso del propio paciente.

Hemoderivados
Otra área de interés biotecnológico es el uso de hemoderivados, como los geles de plaquetas que se toman de la propia sangre del paciente. Este material similar a un gel se crea aislando una concentración de plaquetas, que son factores de coagulación importantes, de la propia sangre del paciente. El gel plaquetario contiene muchos factores de crecimiento que pueden ayudar en la formación ósea y pueden desempeñar un papel clave en la formación y maduración de la fusión espinal ósea. La ventaja de usar geles plaquetarios es que se eliminan fácilmente de la sangre del paciente con muy pocas complicaciones. La principal desventaja es que no contienen proteínas osteoinductoras, lo que significa que no son estimulantes lo suficientemente potentes como para inducir la formación ósea. Se pueden utilizar como extensores de injertos, pero no como sustitutos de injertos. Todos los productos mencionados anteriormente no han demostrado ser tan eficaces como el uso del hueso autógeno del propio paciente para la fusión espinal. Todos se consideran extensores de injertos y pueden complementar el injerto óseo del propio paciente, pero no deben usarse en lugar del propio hueso del paciente.

Proteínas morfogenéticas óseas
La siguiente categoría de productos se denomina factores de crecimiento y diferenciación. Estos son estimulantes muy poderosos para la formación ósea y se pueden usar como reemplazos de injertos. Estas proteínas desempeñan un papel clave en el proceso natural de formación de huesos del cuerpo y se encuentran de forma natural en los sitios de fusión espinal. Estas proteínas se pueden producir, concentrar y colocar en el cuerpo en áreas donde se necesita formación ósea y son lo suficientemente poderosas como para estimular la formación ósea sin la necesidad de tomar el hueso del propio paciente. Estas proteínas fueron descubiertas por el Dr. Marshall Urist, Cirujano Ortopédico del Departamento de Cirugía Ortopédica de la UCLA en Los Ángeles, California. A través de su innovador trabajo, descubrió estas proteínas y las llamó proteínas morfogenéticas óseas, o BMPs.

Hay varias BMP diferentes que se encuentran de forma natural en el cuerpo y muchas desempeñan un papel fundamental en la formación ósea. Las proteínas más prometedoras son BMP-2 y BMP-7. Estas dos proteínas han sido ampliamente estudiadas en animales y seres humanos con resultados muy prometedores. Ambas proteínas han demostrado estimular con éxito la fusión espinal de manera igual o incluso superior al injerto óseo autógeno. Logran esto estimulando a las células «regulares» para que se conviertan en células formadoras de hueso. Esto a su vez resulta en una fusión espinal sólida. BMP-2, el factor de crecimiento más ampliamente estudiado, ha demostrado lograr fusiones espinales más rápido y con mayores tasas de éxito cuando se usa solo en comparación con el injerto óseo autógeno del paciente. El uso de BMP-2 en fusiones espinales eliminará la necesidad de tomar el propio hueso del paciente, así como los efectos secundarios y las posibles complicaciones del procedimiento de injerto. BMP-2 ha recibido la aprobación preliminar de la FDA y lo más probable es que sea el primer factor de crecimiento disponible para uso general en pacientes humanos para fusión espinal.

rhBMP-2 ha recibido recientemente autorización de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) para usos específicos. Consulte a su cirujano para saber si usted es candidato.

Comentario de Iain Kalfas, MD

Este artículo describe de forma breve pero precisa el estado actual de la tecnología de fusión ósea y su aplicación a la cirugía espinal. Aunque una amplia experiencia con el uso del autoinjerto ha demostrado resultados exitosos en el logro de una fusión espinal sólida, los aspectos negativos de la extracción del propio hueso del paciente han llevado a investigadores y médicos a investigar formas nuevas y menos invasivas de lograr resultados similares. La investigación en el área de fisiología y bioquímica ósea está progresando rápidamente y, como señala el autor, puede ayudar a minimizar el alcance de las cirugías de fusión espinal importantes en el futuro.