Grefe osoase: noi dezvoltări

multe afecțiuni ale coloanei vertebrale care sunt tratate prin intervenție chirurgicală necesită o procedură numită fuziune spinală. Fuziunea spinală este îmbinarea sau fuzionarea uneia sau mai multor vertebre pentru a reduce durerea și a stabiliza coloana vertebrală. În timpul unei fuziuni spinale, o mare varietate de implanturi, șuruburi și cuști pot fi utilizate pentru a spori fuziunea. Cu toate acestea, fuziunea este considerată reușită numai atunci când oasele cresc împreună biologic și formează o masă solidă.

pentru a ajuta la realizarea acestei fuziuni biologice, trebuie utilizate grefe osoase sau alte produse biologice care promovează creșterea osoasă. În prezent, există multe tipuri diferite de substanțe biologice pe care chirurgii le pot folosi pentru a ajuta la atingerea fuziunii spinale solide. Este foarte important ca pacienții și chirurgii să înțeleagă toate opțiunile și modul în care funcționează fiecare dintre aceste substanțe biologice. Deoarece succesul fiecăruia variază, trebuie luată în considerare o atenție deosebită atunci când alegeți un material de grefă.Grefa osoasă autogenă
standardul de aur al grefării osoase este luarea osului propriu al pacientului. Aceasta se numește grefă osoasă autogenă. Aceasta înseamnă că, la momentul intervenției chirurgicale, chirurgul face o incizie separată și ia o mică bucată de os dintr-o zonă a corpului unde nu este necesară. De obicei, grefele osoase autogene sunt luate din pelvis sau creasta iliacă. Grefarea osoasă autogenă are rate excelente de fuziune și a devenit standardul prin care sunt măsurate toate celelalte biologice. Mulți chirurgi preferă grefele osoase autogene, deoarece nu există riscul ca organismul să respingă grefa, deoarece provine din corpul pacientului.

există dezavantaje ale grefării osoase autogene, inclusiv necesitatea unei incizii suplimentare, durere și durere care adesea durează bine după vindecarea operației, precum și posibile complicații, cum ar fi pierderea crescută de sânge și timpul prelungit în sala de operație. Complicații precum acestea apar la aproximativ 10% -35% dintre pacienți și variază în severitate. Chiar și atunci când se utilizează propriul os al pacientului, ratele de fuziune 100% nu sunt întotdeauna atinse, motiv pentru care au fost dezvoltate alte tehnici de fuziune.

grefă osoasă de alogrefă
într-un efort de a minimiza problemele asociate cu luarea propriului os al pacientului, au fost dezvoltate o serie de alte tehnici de fuziune care utilizează produse biologice ca prelungitoare de grefă osoasă sau ca înlocuitori de grefă osoasă. O sursă comună de înlocuire a grefei osoase sau extender este utilizarea osului alogrefei. O grefă osoasă de alogrefă este osul recoltat de la cadavre sau persoane decedate care și-au donat osul pentru a fi utilizate în tratamentul pacienților vii. Acest lucru este utilizat în mod obișnuit în multe forme pentru fuziunile coloanei vertebrale, de la fuziunile cervicale interbody la fuziunile lombare interbody și poate oferi un suport structural excelent.

dezavantajul osului structural alogrefei este că nu promovează foarte bine creșterea osoasă și, prin urmare, este foarte slab la stimularea unei fuziuni spinale. Deși este utilizat cu succes pentru fuziuni de nivel scurt în coloana cervicală, nu este un stimulent biologic suficient de puternic pentru a ne permite să folosim cu succes acest lucru pentru a realiza o fuziune spinală în coloana toracică sau lombară. Studiile au arătat că atunci când se utilizează osul alogrefei ca singurul material de grefă, ratele de fuziune în coloana toracică și lombară sunt extrem de slabe, iar rata de eșec este foarte mare.

matricea osoasă Demineralizată
uneori, osul alogrefului poate fi demineralizat, un proces prin care unele dintre proteinele care stimulează formarea osoasă sunt extrase din os. Aceste proteine sunt procesate și disponibile sub diferite forme. Acest tip de produs se numește matrice osoasă demineralizată și poate fi utilizat cu ușurință în locul sau ca extender la osul propriu al pacientului. Deși a fuzionat cu succes spini în studiile pe animale, nu există nicio dovadă că acesta este un stimul suficient de puternic pentru a fuziona cu succes o coloană vertebrală umană și, prin urmare, nu este recomandat pentru utilizare fără adăugarea osului propriu al pacientului. Este recomandat doar ca extender de grefă osoasă și nu ca înlocuitor.

alte prelungitoare de grefă
există mai multe substanțe, cum ar fi ceramica, fosfații de calciu și alte materiale sintetice care au proprietăți și structuri biomecanice similare cu cele ale osului cadavrului; cu toate acestea, ele nu sunt active din punct de vedere biologic și nu stimulează o fuziune spinală de la sine. În prezent, aceste produse sunt recomandate numai pentru utilizare ca prelungitoare de grefă osoasă. A existat un interes recent în supraîncărcarea acestor materiale prin adăugarea de aspirat de măduvă osoasă. Aceasta este o procedură în care celulele măduvei osoase sunt preluate într-o seringă și înmuiate pe suportul structural, cum ar fi ceramica sau osul cadavrului. Deoarece prin ele însele aceste produse nu sunt active din punct de vedere biologic, adăugarea celulelor măduvei osoase ale pacientului le poate oferi mai multă activitate biologică. Acest lucru este în prezent testat; cu toate acestea, nu există studii bune pe termen lung la om care să arate că acest lucru este eficient în stimularea fuziunii spinale. Până în prezent, rezultatele au arătat că această tehnică este inferioară utilizării grefei osoase autogene a pacientului. Există mai mulți purtători sintetici în curs de dezvoltare, care, de asemenea, va avea nevoie de stimulare cu celule de măduvă osoasă pentru a avea un anumit tip de activitate biologică. Din păcate, studiile au arătat că acești purtători sunt, de asemenea, departe de a folosi osul propriu al pacientului.

produse din sânge
un alt domeniu de interes biotehnologic este utilizarea produselor din sânge, cum ar fi gelurile de trombocite, care sunt luate din sângele pacientului. Acest material asemănător gelului este creat prin izolarea unei concentrații de trombocite, care sunt factori importanți de coagulare; din sângele pacientului. Gelul plachetar conține mulți factori de creștere care pot ajuta la formarea oaselor și pot juca un rol cheie în formarea și maturarea fuziunii coloanei vertebrale osoase. Avantajul utilizării gelurilor plachetare este că acestea sunt ușor îndepărtate din sângele pacientului cu foarte puține complicații. Dezavantajul major este că nu conțin proteine osteoinductive, ceea ce înseamnă că nu sunt stimulente suficient de puternice pentru a induce formarea osoasă. Ele pot fi folosite ca prelungitoare de grefă, dar nu înlocuitori de grefă. Toate produsele discutate mai sus nu s-au dovedit a fi la fel de eficiente ca utilizarea propriului os autogen al pacientului pentru fuziunea coloanei vertebrale. Toate sunt considerate extendere de grefă și pot completa grefa osoasă a pacientului, dar nu trebuie utilizate în locul osului propriu al pacientului.

proteine morfogenetice osoase
următoarea categorie de produse se numește factori de creștere și diferențiere. Acestea sunt stimulente foarte puternice pentru formarea oaselor și pot fi utilizate ca înlocuitori de grefă. Aceste proteine joacă un rol cheie în propriul proces natural de formare a oaselor și se găsesc în mod natural în locurile de fuziune a coloanei vertebrale. Aceste proteine pot fi produse, concentrate și plasate în organism în zone în care este necesară formarea osoasă și sunt suficient de puternice pentru a stimula formarea osoasă fără a fi nevoie să luați propriul os al pacientului. Aceste proteine au fost descoperite de Dr. Marshall Urist, chirurg ortoped la Departamentul UCLA de Chirurgie Ortopedică din Los Angeles, CA. Prin munca sa revoluționară, el a descoperit aceste proteine și le-a numit proteine morfogenetice osoase sau bmp.

există mai multe BMP-uri diferite găsite în mod natural în organism și multe joacă un rol critic în formarea oaselor. Cele mai promițătoare proteine sunt BMP-2 și BMP-7. Aceste două proteine au fost studiate pe scară largă la animale și oameni, cu rezultate foarte promițătoare. Ambele proteine au demonstrat că stimulează cu succes fuziunea spinală în mod egal sau chiar superior la grefa osoasă autogenă. Ei realizează acest lucru prin stimularea celulelor „regulate” pentru a se transforma în celule care formează oase. Aceasta, la rândul său, are ca rezultat o fuziune solidă a coloanei vertebrale. BMP-2, cel mai studiat factor de creștere, a demonstrat că realizează fuziuni spinale mai rapid și cu rate de succes mai mari atunci când este utilizat singur, comparativ cu utilizarea grefei osoase autogene a pacientului. Utilizarea BMP-2 în fuziunile spinale va elimina necesitatea luării propriului os al pacientului, precum și efectele secundare și complicațiile potențiale ale procedurii de altoire. BMP – 2 a primit aprobarea FDA preliminară și va fi cel mai probabil primul factor de creștere disponibil pentru uz general la pacienții umani pentru fuziunea spinală.

rhBMP-2 a primit recent clearance-ul de la Food and Drug Administration (FDA) pentru utilizări specifice. Consultați-vă chirurgul pentru a afla dacă sunteți candidat.

comentariu de Iain Kalfas, MD

acest articol descrie pe scurt, dar cu exactitate starea actuală a tehnologiei de fuziune osoasă și aplicarea acesteia la chirurgia coloanei vertebrale. Deși o vastă experiență cu utilizarea autograftului a demonstrat rezultate reușite în realizarea unei fuziuni spinale solide, aspectele negative ale recoltării osului propriu al pacientului au determinat cercetătorii și clinicienii să investigheze modalități noi și mai puțin invazive de a obține rezultate similare. Cercetările în domeniul fiziologiei osoase și biochimiei progresează rapid și, după cum subliniază autorul, pot contribui în cele din urmă la minimizarea extinderii intervențiilor chirurgicale majore de fuziune spinală în viitor.