The use of the demineralized bone matrix as an adjuvant in orthopedic surgery

Viene illustrata la nostra esperienza iniziale con il Grafton, materiale corrispondente a matrice ossea demineralizzata (DBM), ottenuto da cadavere, che presenta interessanti caratteristiche: l) osteoinduzione: contiene BMP (bone morphogenic protein) ed un pool di circa 16 proteine isolate in vitro, di natura umana, con potenzialità osteoinduttive e proliferative: quando impiantato attiva un processo di ossificazione encondrale [l]; 2) osteoconduzione: ove si impieghi il preparato associato ad uno scaffold, il grafton ha proprietà osteoconduttive; 3) sicurezza: lo screening dei donatori si attua con test sierologici sulla ricerca degli anticorpi per virus Epatite A, antigene di superficie Epatite B, anticorpi Epatite B, anticorpi per Epatite C, anticorpi per HIV, antigene diretto per HIV, anticorpi per linfoma cell. T, sifilide, analisi ematiche con ricerca degli indici infettivi (VES e PCR), ricerca del DNA virale. Particolarmente importante è la processazione del materiale: viene effettuata la pulizia dai tessuti molli, si tratta il campione con soluzione antibiotata con bacitracina e polimixina B, si procede a lavaggi per la rimozione di lipidi, midollo e sangue, quindi si lava il tutto in bagno di ultrasuoni per 60' in sol. al 70% etanolo. Si procede quindi alla demineralizzazione: il prodotto viene portato alle dimensioni definitive e trattato con acido idroclorico 0.6 N per circa 3 ore; le particelle vengono quindi trattate dapprima con acqua e poi con soluzione di fosfati 0.1 M per determinare il pH finale. Il processo di demineralizzazione cui è sottoposto il Grafton inattiva i virus mantenendo inalterate le proprietà osteoinduttive del tessuto [2]. A questo punto il tessuto viene liofilizzato, impacchettato e nuovamente liofilizzato. I processi cui è sottoposto il materiale sono in grado di disattivare virus come quelli dell'HIV, dell'epatite, della polio ed il citomegalovirus. È previsto un trattamento con raggi gamma a basse dosi. Il Grafton è disponibile in diverse forme fisiche: Flex, estremamente adattabile sui siti, Putty, Gel, Crunch (zolle di tessuto osseo miste a fibre di DBM), Matrix, Plugs, Pasta (in siringa); la preparazione come pasta è utilissima perché si può mescolare a qualsiasi tipo di tessuto osseo disponibile e non si attacca ai guanti e può essere sottoposta a lavaggio. Casistica Nelle prime esperienze, abbiamo trattato 14 casi di revisione di protesi di anca classificate del tipo GIR II, III e IV, stipando DBM nell'acetabolo o nel canale femorale. In 6 casi di pseudoartrosi post-traumatica, abbiamo stipato il focolaio con pasta (2 casi nell'avambraccio e l caso nella tibia) e crunch (3 casi nella tibia). Di solito mescoliamo bone chips e DBM. Il materiale è stato anche impiegato nel borraggio di 15 lesioni neoplastiche benigne dopo curettage (8 fibromi non ossificanti, 6 condromi, l displasia fibrosa vertebrale). Discussione I processi di inattivazione classici dei virus hanno mostrato di deteriorare le proprietà osteoinduttive ed osteoconduttive dell'osso. Il Grafton invece sembra possedere notevoli vantaggi senza i classici svantaggi del materiale osseo trattato in via classica. È estremamente difficile quantificare l'evoluzione del callo con e senza uso di Grafton, ma si deve desumere un'evoluzione più veloce della formazione di tessuto osseo riparativo, dimostrata da studi clinici e sperimentali in altri campi. Dal punto di vista radiografico nei nostri casi ciò sembrerebbe pienamente confermato. Particolarmente utile ci è sembrato il suo impiego nei grossi difetti cavitari acetabolari e negli innesti ossei pressurizzati a livello dello stelo nella tecnica tipo x-change come augmentation. L'impiego della DBM produce neoformazione ossea mediante osteinduzione ed osteoconduzione, come struttura su cui si appone tessuto neoformato: va ricordata la maggiore osteoconduttività del preparato in forma di fibre. La DBM in chirurgia di revisione può abbreviare notevolmente il tempo operatorio ed il periodo di ristrutturazione, riparazione e riabitazione del tessuto osseo, con indubbi vantaggi clinici. Dal punto di vista biologico si tratta di un materiale sicuro, come dimostrato dai numerosi impianti eseguiti negli Stati Uniti. Con esso vengono risolti i problemi legati al reperimento di sufficiente tessuto da innestare, eliminando del tutto la morbilità del prelievo dalla cresta iliaca. Il reperimento è facile, naturalmente a fronte di un costo aggiuntivo. A nostro avviso è quindi un presidio utile con valide prospettive future. Bibliografia 1. Urist MR (1965) Bone formation by autoinduction. Science 150:893-899 2. Swenson CL, Arnoczky SP (2003) Demineralization for inactivation of infectious retrovirus in systemically infected cortical bone: in vitro and in vivo experimental studies. J Bone Joint Surg Am 85:323-332

Ghera, S., Cannata, G., Pietropaolo, M., Bellini, D., Calderaro, M., Tarantino, U. (2004). L’impiego della matrice ossea demineralizzata come adiuvante nella chirurgia ortopedica. In 89° Congresso della Società Italiana di Ortopedia e Traumatologia. I trapianti ossei e i sostituti dell’osso. Le deformità angolari e rotatorie degli arti inferiori. Abstracts (pp.48-49). Milano : Springer-Verlag Italia.

L’impiego della matrice ossea demineralizzata come adiuvante nella chirurgia ortopedica

CANNATA, GIUSEPPE;TARANTINO, UMBERTO
2004-01-01

Abstract

The use of the demineralized bone matrix as an adjuvant in orthopedic surgery
89° Congresso della Società Italiana di Ortopedia e Traumatologia. I trapianti ossei e i sostituti dell’osso. Le deformità angolari e rotatorie degli arti inferiori
Napoli
2004
89°
Società Italiana di Ortopedia e Traumatologia
Rilevanza nazionale
contributo
2004
2004
Settore MED/33 - MALATTIE APPARATO LOCOMOTORE
Italian
Viene illustrata la nostra esperienza iniziale con il Grafton, materiale corrispondente a matrice ossea demineralizzata (DBM), ottenuto da cadavere, che presenta interessanti caratteristiche: l) osteoinduzione: contiene BMP (bone morphogenic protein) ed un pool di circa 16 proteine isolate in vitro, di natura umana, con potenzialità osteoinduttive e proliferative: quando impiantato attiva un processo di ossificazione encondrale [l]; 2) osteoconduzione: ove si impieghi il preparato associato ad uno scaffold, il grafton ha proprietà osteoconduttive; 3) sicurezza: lo screening dei donatori si attua con test sierologici sulla ricerca degli anticorpi per virus Epatite A, antigene di superficie Epatite B, anticorpi Epatite B, anticorpi per Epatite C, anticorpi per HIV, antigene diretto per HIV, anticorpi per linfoma cell. T, sifilide, analisi ematiche con ricerca degli indici infettivi (VES e PCR), ricerca del DNA virale. Particolarmente importante è la processazione del materiale: viene effettuata la pulizia dai tessuti molli, si tratta il campione con soluzione antibiotata con bacitracina e polimixina B, si procede a lavaggi per la rimozione di lipidi, midollo e sangue, quindi si lava il tutto in bagno di ultrasuoni per 60' in sol. al 70% etanolo. Si procede quindi alla demineralizzazione: il prodotto viene portato alle dimensioni definitive e trattato con acido idroclorico 0.6 N per circa 3 ore; le particelle vengono quindi trattate dapprima con acqua e poi con soluzione di fosfati 0.1 M per determinare il pH finale. Il processo di demineralizzazione cui è sottoposto il Grafton inattiva i virus mantenendo inalterate le proprietà osteoinduttive del tessuto [2]. A questo punto il tessuto viene liofilizzato, impacchettato e nuovamente liofilizzato. I processi cui è sottoposto il materiale sono in grado di disattivare virus come quelli dell'HIV, dell'epatite, della polio ed il citomegalovirus. È previsto un trattamento con raggi gamma a basse dosi. Il Grafton è disponibile in diverse forme fisiche: Flex, estremamente adattabile sui siti, Putty, Gel, Crunch (zolle di tessuto osseo miste a fibre di DBM), Matrix, Plugs, Pasta (in siringa); la preparazione come pasta è utilissima perché si può mescolare a qualsiasi tipo di tessuto osseo disponibile e non si attacca ai guanti e può essere sottoposta a lavaggio. Casistica Nelle prime esperienze, abbiamo trattato 14 casi di revisione di protesi di anca classificate del tipo GIR II, III e IV, stipando DBM nell'acetabolo o nel canale femorale. In 6 casi di pseudoartrosi post-traumatica, abbiamo stipato il focolaio con pasta (2 casi nell'avambraccio e l caso nella tibia) e crunch (3 casi nella tibia). Di solito mescoliamo bone chips e DBM. Il materiale è stato anche impiegato nel borraggio di 15 lesioni neoplastiche benigne dopo curettage (8 fibromi non ossificanti, 6 condromi, l displasia fibrosa vertebrale). Discussione I processi di inattivazione classici dei virus hanno mostrato di deteriorare le proprietà osteoinduttive ed osteoconduttive dell'osso. Il Grafton invece sembra possedere notevoli vantaggi senza i classici svantaggi del materiale osseo trattato in via classica. È estremamente difficile quantificare l'evoluzione del callo con e senza uso di Grafton, ma si deve desumere un'evoluzione più veloce della formazione di tessuto osseo riparativo, dimostrata da studi clinici e sperimentali in altri campi. Dal punto di vista radiografico nei nostri casi ciò sembrerebbe pienamente confermato. Particolarmente utile ci è sembrato il suo impiego nei grossi difetti cavitari acetabolari e negli innesti ossei pressurizzati a livello dello stelo nella tecnica tipo x-change come augmentation. L'impiego della DBM produce neoformazione ossea mediante osteinduzione ed osteoconduzione, come struttura su cui si appone tessuto neoformato: va ricordata la maggiore osteoconduttività del preparato in forma di fibre. La DBM in chirurgia di revisione può abbreviare notevolmente il tempo operatorio ed il periodo di ristrutturazione, riparazione e riabitazione del tessuto osseo, con indubbi vantaggi clinici. Dal punto di vista biologico si tratta di un materiale sicuro, come dimostrato dai numerosi impianti eseguiti negli Stati Uniti. Con esso vengono risolti i problemi legati al reperimento di sufficiente tessuto da innestare, eliminando del tutto la morbilità del prelievo dalla cresta iliaca. Il reperimento è facile, naturalmente a fronte di un costo aggiuntivo. A nostro avviso è quindi un presidio utile con valide prospettive future. Bibliografia 1. Urist MR (1965) Bone formation by autoinduction. Science 150:893-899 2. Swenson CL, Arnoczky SP (2003) Demineralization for inactivation of infectious retrovirus in systemically infected cortical bone: in vitro and in vivo experimental studies. J Bone Joint Surg Am 85:323-332
demineralized bone matrix; orthopedic surgery; osteoinduction; osteoconduction; Grafton; bone morphogenic protein
matrice ossea demineralizzata; chirurgia ortopedica; osteoinduzione; osteoconduzione; Grafton; bone morphogenic protein
Intervento a convegno
Ghera, S., Cannata, G., Pietropaolo, M., Bellini, D., Calderaro, M., Tarantino, U. (2004). L’impiego della matrice ossea demineralizzata come adiuvante nella chirurgia ortopedica. In 89° Congresso della Società Italiana di Ortopedia e Traumatologia. I trapianti ossei e i sostituti dell’osso. Le deformità angolari e rotatorie degli arti inferiori. Abstracts (pp.48-49). Milano : Springer-Verlag Italia.
Ghera, S; Cannata, G; Pietropaolo, M; Bellini, D; Calderaro, M; Tarantino, U
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