Fracturas laterales inestables de cadera. Tratamiento con enclavado cefalomedular …………………………… Página 4
Dr. Ramiro H. Diaz
Implantes en el hueso. Oseointegración ……………………………… Página 11
Dr. Rómulo Luis Cabrini ; Dr. Eduardo Santini-Araujo Selección de aloinjertos en un banco de huesos virtual ……. Pagina 22
Lucas E. Ritacco
Editores Responsables Dr. Marcelo Barrera Dr. Nelson Freis Secretarios de Redacción Dra. María Beatriz Guglielmotti Dra. Liliana Olvi Dr. Eduardo Santini Araujo
Osteosíntesis & Biomateriales Año 1 – Numero 1 – Febrero 2013 Editor Responsable: Nelson Freis Propietario: Federico Freis Fray Justo Santa María de Oro 2404 5ºB (C1425FOH) Buenos Aires, Argentina Tel.: (54-11) 4773-4208 Email: fede.freis@hotmail.com
Comité Científico Prof. Dr. Rómulo Cabrini Dr. Andrés Del Valle Dr. Gustavo Duffo Dr. Roque Nigro Dr. Daniel Olmedo Dra. Claudia Pensotti Ing. Carlos Ramírez Dr. Carlos Sancineto Dr. Michael Oettinger Lic. Andrés Ozols Dr. José María Varaona
Facultad de Medicina Universidad de Buenos Aires Programa 2014 Fecha
Tema
Disertantes
28/04/14
Introducción de Biomateriales Tipos de Biomateriales
Dra. María Beatriz Guglielmotti Dr. Andrés Ozols (FIUBA)
28/05/14
Tipos de Biomateriales Propiedades Dr. Andrés Ozols (FIUBA) Mecánicas Aleaciones Protéticas
25/06/14
Biocompatibilidad
Dra. María Beatriz Guglielmotti (FOUBA)
27/08/14
Corrosión de aleaciones metálicas. Respuesta a partículas metálicas Citotoxicidad
Dr. Gustavo S. Duffó (CNEA) Dr. Daniel Olmedo (FOUBA)
24/09/14
Sustitutos óseos Respuesta biológica
Dr. Andrés Ozols (FIUBA) Dra. María Beatriz Guglielmotti (FOUBA)
29/10/14
Polímeros Médicos
Dr. Andrés Ozols (FIUBA)
26/11/14
Calidad de Implantes Normas Diseño Selección de Implantes
Dr. Andrés Ozols (FIUBA) Arq. Cristina Bardelli (Victhor Implantes) Dr. Andrés Ozols (FIUBA-IRAM)
17/12/14
Biocerámicos Desgaste de Prótesis
Dr. Andrés Ozols (FIUBA)
Fracturas laterales inestables de cadera Tratamiento con enclavado cefalomedular Ramiro H.Díaz, Ananía Andrés, Carlos A. Sabatella.
RESÚMEN El objetivo de este trabajo es presentar nuestra experiencia con el clavo cefalomedular para el tratamiento de las fracturas laterales de cadera (FLC) inestables. Material y métodos: Esta experiencia fue realizada en el Hospital Naval entre marzo de 2004 y marzo 2006. Se incluyen 58 FLC inestables, según clasificación de Gustilo y criterios de inestabilidad de Evans, en 57 pacientes. La edad promedio fue de 78.5 años (21 - 94 a), siendo predominantemente de sexo femenino (79%); el seguimiento promedio fue de 13 meses (6 - 25 meses). Los pacientes fueron evaluados desde el punto de vista clínico (puntuación de Harris) y radiográfico (reducción de la fractura, desplazamientos ulteriores de la fractura y la osteosíntesis). La rehabilitación fue realizada por los médicos cirujanos, ejercicios isométricos e isotónicos de cuádriceps en el postoperatorio inmediato, sedestación a las 24 horas, carga parcial a las 4 semanas y carga total a los 2 meses de postoperatorio. Resultados: La puntuación de Harris promedio fue de 83 (59- 95) a los 3 meses y de 87 (59- 100) a los 6 meses. Radiográficamente no hemos encontrado desplazamientos del tornillo cefálico y el colapso de la fractura fue menor de 5 mm. Se presentaron como complicaciones la rotura de 1 implante por falta de consolidación de la fractura y 1 infección superficial de la herida quirúrgica. Conclusiones: Creemos que es una excelente solución quirúrgica para el tratamiento de las FLC inestables, que brinda mayor confort en el postoperatorio posibilitando una rehabilitación precoz. Es una técnica mínimamente invasiva, con menor pérdida sanguínea intraoperatoria y que en nuestra serie redujo significativamente las complicaciones postoperatorias en comparación con otros sistemas estudiados. INTRODUCCIÓN El número y gravedad de las fracturas intertrocantéricas están aumentando rápidamente conforme se acrecienta la edad media de la población1. En su mayoría son mujeres de edad avanzada1 que presentaban previo al episodio de la fractura asistencia para la deambulación, enfermedades coexistentes asociadas (arritmias, desorientación osteopenia e hipotensión), disminución de la visión, hipotonía muscular5 entre otros factores de riesgo para sufrir una caída desde su propia altura, el cual es el mecanismo de lesión más habitual.
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Al examen físico el paciente presenta dolor, rotación externa, acortamiento e impotencia funcional del miembro afectado. Con radiografías anteroposterior de ambas caderas y perfil de la lesionada usualmente se puede definir el patrón de fractura. MATERIALES Y MÉTODOS Estudio retrospectivo realizado en el Servicio de Ortopedia y Traumatología del Hospital Naval de Buenos Aires en el periodo comprendido entre marzo 2004 hasta marzo 2006 donde se han intervenido quirúrgicamente 57 pacientes mediante reducción y osteosíntesis con clavo cefalomedular tipo Gamma en fracturas intertrocantéricas inestables, siendo excluidas las fracturas patológicas.
Tipo I: Tipo II: Tipo III:
Tipo IV:
Fractura intertrocantérica no desplazada y estable sin conminución. Fracturas estables con mínima conminución pero desplazadas. Fractura intertocantérica inestable con conminución posteromedial y deformidad en varo. Fractura inestable con componente subtrocantérico
Fig. 2. Clasificación de Kyle y Gustilo
Fig. 1. Set de clavo cefalomedular tipo Gamma. La técnica quirúrgica fue la misma en todos los casos por el mismo equipo quirúrgico. Paciente en mesa ortopédica. Reducción a cielo cerrado y colocación de la osteosíntesis mediante un abordaje proximal y uno compartido para la colocación del tornillo cefálico y el cerrojo distal. La edad promedio fue de 78.5 años (21 - 94 a), siendo predominantemente de sexo femenino (79%); el seguimiento promedio fue de 13 meses (6 – 25 meses). Todos los pacientes fueron estudiados con radiografías anteroposterior de ambas caderas y perfil de la lesionada y utilizando la clasificación de Evans y Boyd, modificada por Kyle y Gustilo (Fig.2), fueron clasificadas en cuatro tipos, siendo los tipos I y II fracturas estables, y tipo III y IV inestables.
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Del total de casos intervenidos hemos tenido 43 fracturas tipo III (75,43%) y 14 tipo IV (24,56%). TÉCNICA QUIRÚRGICA Paciente en decúbito dorsal en mesa ortopédica, reducción bajo intensificador de imágenes (IDI). Se realiza incisión lateral proximal al trocánter mayor de 6 cm. aproximadamente (Fig. 3)
Fig. 4 y 5. Guía endomedular y fresado
Fig. 3. Vía de abordaje Se inicia el canal femoral con introductor y se coloca la guía endomedular bajo IDI. Se fresa el canal medular a distal y proximal, cuidando estrictamente el sitio de entrada del clavo evitando el debilitamiento de la cortical externa y posterior de la zona trocantérica. (Fig. 4 y 5) Posteriormente se coloca el clavo planificado preoperatoriamente y se coloca el tornillo cefálico previa medición del mismo. (Fig. 6)
6
Fig. 6
Los pacientes comienzan la rehabilitación en el postoperatorio inmediato con ejercicios isotónicos e isométricos de cuadriceps y sedestación al borde de la cama dentro de las primeras 24 hs. postquirúrgicas. Se realizan controles radiográficos y hematocrito, y egreso del hospital a las 48 hs.
de
Los controles postoperatorios ambulatorios se realizan en un consultorio específico a los 15 y 30 días. Se retiran puntos de sutura. Se controla la evolución y rehabilitación y evaluación radiográfica. Se indica deambulación con carga parcial progresiva hasta la carga del peso total a las 6 semanas del postoperatorio.
Fig. 6 Se realiza compresión del trazo fracturario y bloqueo del tornillo cefálico y al acerrojado distal con guía. (Fig. 7)
Figura 7
7
Luego se reexaminan a los a los 3 y 6 meses mediante puntuación Harris Hip Score (HHS) en cuanto a la evolución funcional y radiográficamente evaluando la consolidación, colapso de la fractura y desplazamientos del tornillo cefálico dentro de la cabeza femoral.
RESULTADOS De los 57 pacientes incluidos en el trabajo se perdió el seguimiento de 2 pacientes que fallecieron durante el primer mes postoperatorio. El seguimiento promedio fue de 14 meses (6 meses-25 meses). Se evaluaron los resultados teniendo en cuenta el dolor, claudicación de la marcha, la posibilidad de realizar las actividades de la vida cotidiana utilizando la puntuación de HHS. Se obtuvieron los siguientes resultados: 83 (59-95) y 89 (59-100) a los 3 y 6 meses respectivamente. 3 pacientes con claudicación de la marcha y deambulación asistida con bastón (5,45%); 1 paciente con dolor y sin deambulación (1,81%) por presentar pseudoartrosis con rotura del implante. 1 paciente (1,81%) con infección superficial de la herida que evolucionó satisfactoriamente con tratamiento médico. 1 caso de bursitis trocantérica que calmaba con AINE debido a excesiva longitud del tornillo cefálico. En la evaluación radiográfica el colapso promedio de las fracturas fue de 3mm (012mm). Tres casos con consolidación en varo de la fractura (5,45 %). No hemos tenido casos con cutout del tornillo cefálico. Muy buenos Buenos
91%
Regulares Malos
5% 2%2%
DISCUSIÓN A pesar del notable avance en el campo del tratamiento de las fracturas de cadera todavía existen controversias acerca del tipo de dispositivos que mejor responde ante una fractura que presenta los criterios de inestabilidad de Evans18. Dichos criterios son: número de fragmentos mayor a tres, conminución posteromedial, verticalidad del trazo y extensión subtrocantérica. Los dispositivos más estudiados son: el clavo Gamma (Stryker Howmedica®), el clavo proximal de fémur PFN (Synthes®) y clavo placa DHS (Synthes®). Es de suma importancia diferenciar aquellas fracturas estables de aquellas
8
que son inestables. Dicha discriminación se basa en que los estudios comparativos entre los distintos dispositivos de fijación presentan diferentes comportamientos según el patrón de fractura. Se considera fractura estable a aquellas fracturas pertrocantéricas simples sin conminución posteromedial y sin extensión subtrocantérica. No ha habido diferencias significativas en los resultados postoperatorios entre los distintos implantes(6,7,15) excepto un leve acortamiento con una mayor pérdida sanguínea poco significativa y mayor exposición a radiación en el caso del DHS. Una fractura estable es factible de una fijación con un clavo placa pudiendo lograr excelentes resultados a un costo menor, que en nuestros medios es de suma importancia. Inclusive en algunos estudios se ha encontrado un mayor número de complicaciones con el uso de los clavos endomedulares en fracturas estables atribuyendo la sobreindicación como la causa de los malos resultados9. La tasa de falla de osteosíntesis es similar entre los dispositivos intra y extramedular16 debido a que el éxito para evitar el cut-out está en la colocación del tornillo cefálico y no en el implante. El clavo intramedular a su vez suma otra desventaja que es la fractura diafisaria de fémur. Ante iguales resultados con costos menores y con menores complicaciones, concluimos que el sistema clavo placa deslizante es la opción en fracturas estables. En el otro grupo es importante discriminar aquellas fracturas con un trazo oblicuo inverso de aquellas que presentan conminución con compromiso de la pared posteromedial. Si bien ambas fracturas están consideradas como fracturas inestables, los estudios comparativos entre los diferentes sistemas de fijación han demostrado diferentes comportamientos para estos dos tipos de fracturas8. Existe consenso que para las fracturas con trazo oblicuo o con extensión subtrocantérica los sistemas endomedulares presentan una ventaja significativa16. Si bien los estudios aún no han podido demostrar resultados contundentes a favor de los dispositivos intramedulares, los resultados preeliminares son bastante optimistas12. Las ventajas teóricas que presenta el clavo Gamma son los 3 puntos de apoyo con un soporte más medial y un menor brazo de palanca; esto haría de la transferencia de carga más eficiente y reduciría la fuerza tensil en el implante disminuyendo el riesgo de falla de material12. A pesar de existir diferencias poco significativas entre los diversos implantes,
todos han podido aumentar la consolidación en fracturas inestables.
tasa
de
BIBLIOGRAFÍA 1.
CONCLUSIÓN Las ventajas teóricas mencionadas anteriormente están siendo confirmadas paulatinamente por diferentes estudios. Nuestra experiencia con el clavo Gamma en el Hospital Naval Pedro Mallo de Buenos Aires ha sido de gran satisfacción en las fracturas consideradas inestables, demostrando que el dispositivo intramedular tipo Gamma es una opción terapéutica adecuada para el tratamiento de estas fracturas debido a que nos ha permitido disminuir considerablemente la tasa de falla de implante con pocas complicaciones postoperatorias.
2.
3. 4. 5.
6. No hemos tenido fracturas trocantéricas ni femorales. Hemos disminuido los tiempos quirúrgicos y exposición a radioscopia y pérdida sanguinea postoperatoria. 7. Los dispositivos endomedulares permiten la reducción indirecta de la fractura manteniendo la vascularización del foco. El fresado estimula la reacción endóstica y generan restos que sirven como aporte de injerto autógeno en la fractura. Disminuye el tiempo quirúrgico, diminuye la pérdida sanguinea. Permite una rehabilitaición postoperatoria más precoz. Proporciona estabilidad en la flexión y torsión al reducir el brazo de palanca.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
9
Gustilo, RB, Kyle, RF. Fracturas intertrocantereas. Fracturas y luxaciones. Vol. 2. 831; 1995. Baumgaertner, MR, Brennan, MJ. Intertrochanteric femur fractures. OKU Trauma. American Academy of Orthopaedic Surgeons. 125-131. 1997. Bucholz, RW, Heckman, JD. Rockwood and Green´s Fractures in adults, 5th ed. 2003. Canale, ST. Campbell Cirugía Ortopédica. Vol III. Décima Edición. 2004. Awareness of tip-apex distance reduces failure of fixation of trochanteric fractures of the hip. Baumgaertner, MR, Solberg, BD. J Bone Joint Surg Br; 79(6):969-971; 1997 Pertrochanteric fractures: a randomized prospective study comparing dynamic screw plate and intramedullary fixation. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot. 2005 Dec;91(8):732-6. French. A comparative prospective study of dynamic variable angle hip screw and Gamma nail in intertrochanteric hip fractures. Disabil Rehabil. 2005 Sep 30-Oct 15;27(1819):1157-65. A comparative study of unstable per- and intertrochanteric femoral fractures treated with dynamic hip screw (DHS) and trochanteric butt-press plate vs. proximal femoral nail (PFN) Zentralbl Chir. 2005 Aug;130(4):301-6. German. A randomised comparison of AMBI, TGN and PFN for treatment of unstable trochanteric fractures. Arch Orthop Trauma Surg. 2005 Sep;125(7):462-8 Osteoporotic pertrochanteric hip fractures: management and current controversies. Instr Course Lect. 2004;53:441-54. Review Is the proximal femoral nail a suitable implant for treatment of all trochanteric fractures? Clin Orthop Relat Res. 2005 Oct;439:221-7 Osteoporotic pertrochanteric hip fractures: management and current controversies. Instr Course Lect. 2004;53:441-54. Review Finite element study of intramedullary osteosynthesis in the treatment of trochanteric fractures of the hip: Gamma and PFN. Injury. 2004 Feb;35(2):130-5 The effect of an attachable lateral support plate on the stability of intertrochanteric fracture fixation with a sliding hip screw. J Trauma. 2003 Sep;55(3):504-
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Selección de aloinjertos en un banco de huesos virtual Lucas E. Ritacco, Luis A. Aponte-Tinao, Germán L. Fafalli, Miguel A. Ayerza, D.L. Múscolo. Hospital Italiano de Buenos Aires, Gascón 450, CABA. lucas.ritacco@hiba.org.ar RESUMEN Introducción La resección tumoral primaria con amplio margen es el primer tratamiento de los tumores o´ seos benignos agresivos locales o recidivantes, y de los sarcomas en hueso. Esto requiere una amplia reseccio´ n quiru´ rgica, que origina un gran defecto o´seo residual, el cual puede reconstruirse mediante el uso de alotransplante o´seo fresco congelado. Nuestro objetivo fue desarrollar un protocolo de búsqueda y selección morfome´trica del mejor aloinjerto (fe´mur distal) de un banco de huesos virtual, validando su fiabilidad intra e inter observador. El segundo objetivo fue demostrar si es factible utilizar la simetr´ıa entre el lado derecho y el izquierdo para tomar el lado contra lateral sano como gu´ıa de seleccio´n de aloinjerto. Materiales y métodos Fueron evaluados 33 fe´mures de banco. Se establecio´ un protocolo de taman˜os (distancias A: Transpicondilea, B: Condilea Medial, C: Condilea Lateral) y de formas (Software Custom). Resultados El ana´lisis intraobservador de taman˜os (A-B-C) obtuvo un coeficiente de correlacio´ n intraclase (CCI) de 0.99 en la mayor´ıa de las mediciones. El estudio interobservador dio un CCI en todas las mediciones. La diferencia entre taman˜os del lado derecho y el izquierdo dio un coeficiente de Pearson de 0.99 y una diferencia de formas en un rango de 0.79 (SD=0.54) a 1.03 (SD=0.61) mil´ımetros. Conclusión Mediante la creacio´n de un escenario virtual, se puede acumular datos de un banco de huesos que nos permita una evaluacio´n tridimensional de cada pieza o´sea. Esta base de datos permite la bu´squeda y seleccio´n de medidas espec´ıficas de cada hueso de acuerdo a cada receptor, comparando y superponiendo las medidas del segmento a transplantar con las del miembro contralateral sano del paciente receptor. Este me´todo de comparacio´n es va´lido y reproducible. 0 Morfometr´ıa de fe´mur, Banco de Huesos Virtual, Estudio tridimensional en huesos.
INTRODUCCIO ´N La resección tumoral primaria con amplio margen es el primer tratamiento de los tumores o´ seos benignos agresivos localmente o recidivantes, y de los sarcomas en hueso [1] [3] [8]. Esto requiere una amplia resección quirúrgica, que origina un gran defecto o´seo residual, el cual puede reconstruirse mediante el uso de alotransplante o´ seo fresco congelado [8] [5] [6] [7] [16] (figura1). El avance de te´cnicas diagnosticas y terape´uticas han incrementado la sobrevida de los pacientes, como as´ı tambie´n una disminución en el ´ındice de complicaciones. Por lo tanto, es necesario obtener una mayor longevidad evolutiva de las reconstrucciones utilizadas [17] [15] [9] [18] [12] [14]. Esto implica, que en pacientes jóvenes y
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f´ısicamente activos, se debe realizar reconstrucciones o´ seas ma´s biológicas [1] [3] [13] [11] [10] [2] [4] y que reproduzcan la biomeca´nica normal del miembro en cuestio´n a la hora de utilizar un transplante o´seo de banco. Una seleccio´ n inadecuada del hueso a transplantar, en cuanto a su forma y taman˜ o, puede generar alteraciones en la movilidad articular y en la distribucio´ n de las cargas, originando frac- turas articulares y degeneracio´ n precoz del cart´ılago. Por lo tanto, determinar el taman˜ o y forma del aloinjerto es un punto cr´ıtico para la seleccio´n apropiada del mismo (Figura 2). En nuestro trabajo nos hemos propuesto 2 objetivos: 1. Desarrollar un protocolo de bu´squeda y seleccio´ n morfome´trica del mejor aloinjerto (fe´mur distal) de un banco de huesos virtual para un paciente
2. Si es posible utilizar el miembro contralateral sano del receptor como gu´ıa para obtener medidas morfome´tricas y reconstruir el segmento afectado por el tumor en forma especular (receptor).
de fiabilidad evaluamos la concordancia intraobservador, mediante un observador que midio´ 33 huesos en dos oportunidades utilizando el protocolo A-B-C (Tabla 1). Para el estudio de concordancia interobservador dos observadores midieron 10 pares de huesos virtuales (20 huesos en total) (Tabla 2).
MATERIAL Y ME ´ TODOS
Evaluación de simetría entre ambos fémures
Se reconstruyeron en forma virtual 33 fe´mures del banco de huesos (10 pares del mismo dador) de donantes cadave´ricos. 15 derechos (9 hombres, 6 mujeres), edad promedio 32 an˜ os (en un rango de 16 a 49), 18 izquierdos (13 hombres y 5 mujeres), edad promedio 39 an˜ os (rango entre 20 y 58). Para la creacio´ n de piezas tridimensionales del donante se realizo´ un estudio tomogra´fico multicorte utilizando un tomo´ grafo multislice Toshiba Aquilion en cada paciente y en el total de las piezas o´ seas del banco.
Se evaluo´ con el coeficiente de Pearson la simetr´ıa entre el lado derecho e izquierdo medidos con el protocolo A-B-C. La diversidad de las formas articulares del fe´mur distal, predisponen a que exista un potencial sesgo al comparar el miembro derecho con el izquierdo utilizando el sistema de distancias y dimensiones A-B-C, por lo que desarrollamos un me´todo que toma en cuenta las formas articulares y puede medir as´ı su discrepancia.
determinado, validando su fiabilidad intra e inter observador.
Dicho estudio quedara digitalizado en un archivo DICOM, que sera´n cargados en una estacio´n de trabajo, capaz de reconstruir piezas virtuales tridimensionales con un software de disen˜ o asistido por computacio´ n (Mimics Software, Materialise, Leuven, Be´lgica). Evaluación de Tamaño Realizamos las mediciones del fe´mur distal en el escenario virtual tomando en cuenta la primer medida, A: distancia transepicondilea (figura 1), se traza una l´ınea desde el punto ma´s medial del epico´ ndilo medial hacia el punto ma´s lateral del epicóndilo lateral. Luego medimos B: distancia condilea antero posterior medial y C: distancia condilea antero posterior lateral, se toma el punto más anterior (siempre en la vista inferior) y el luego el punto más posterior en cada cóndilo por vez, controlando en las dema´s vistas: superior y laterales (derecho e izquierdo). En nuestro estudio
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Por este motivo un segundo procedimiento evaluó las similitudes de las formas entre ambos fe´mures (derecho e izquierdo) de un mismo donante mediante la superposicio´n del fe´mur derecho y la imagen en espejo del fe´mur izquierdo utilizando un software específico. Por medio de este software no comercial, desarrollado por Nozomu Inoue (Hospital Rush de Chicago, Illinois, USA 2008, comunicacio´ n personal), pudimos evaluar nuestra hipo´ tesis. Este software permite transformar la superficie del fe´mur 3D reconstruida virtualmente, en una superficie de puntos. De esta manera, superponiendo el fe´mur derecho con el izquierdo, podemos medir la distancia entre los puntos y cuantificar la similitud en la forma del fe´mur derecho con el izquierdo ex- presada como un promedio de esas distancias y su desv´ıo esta´ndar. Esta evaluacio´n se realizo comparando 10 pares de fe´mures enteros de nuestro banco del mismo dador, superponiendo el izquierdo sobre el derecho (Figura 2 y 3).
Figura 1: Vista inferior: medidas de taman˜ o A-B-C de lado derecho e izquierdo del fe´mur distal. Distancias A: Transepicondilea, B: Condilea Medial, y Condileas Lateral. La medición de todos los fe´mures distales del banco (total: 33) medidos en dos oportunidades por el mismo observador, usando el mismo protocolo de medición A-B-C, obtuvo un coeficiente de correlación intraclase (CCI) intraobservador de 0.99 para las mediciones de A en fe´mures
Distancia
derechos e izquierdos. Para las mediciones de B el CCI intraobservador fue de 0.96 para los derechos y 0.99 para los izquierdos. Para las mediciones de C el CCI fue de 0.99 tanto para derechos como para izquierdos (Tabla 1).
Correlacio´n intraclase
95 % CI
Fe´mures
n
Transepicondilea
Derechos Izquierdos
1 5
0.997 0.999
0.991 0.998
0.999 1.000
Condilea Medial (antero - posterior)
Derechos Izquierdos
1 5
0.963 0.997
0.869 0.991
0.988 0.999
Condilea Lateral (antero - posterior)
Derechos Izquierdos
1 5
0.995 0.998
0.873 0.996
0.985 0.999
L´ımite inferior
L´ımite superior
Cuadro 1: Ana´lisis intraobservador usando el protocolo A-B-C Distancia
Transepicondilea
Condilea Medial (antero - posterior)
Condilea Lateral (antero - posterior)
Correlacio´n intraclase
95 % CI
Fe´mures
n
Derechos
10
0.999
0.996
1.000
Izquierdos
10
0.999
0.995
1.000
L´ımite inferior
L´ımite superior
Derechos
10
0.996
0.982
0.999
Izquierdos
10
0.997
0.968
0.999
Derechos
10
0.997
0.986
0.999
Izquierdos
10
0.997
0.990
0.999
Cuadro 2: Ana´lisis interobservador usando el protocolo A-B-C El CCI para todas las mediciones fue de 0.96 a 0.99. La evaluacio´ n de la concordancia interobservador se realizo con dos observadores midiendo 20 fe´mures 3D obteniendo un coeficiente de correlación intraclase interobservador de 0.99 en la totalidad
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de las mediciones. (Tabla 2). La similitud del lado contralateral sano con respecto al lado afectado, de acuerdo a los valores obtenidos utilizando las medidas A, B y C en 10 pares femorales (derechos e izquierdos) de 10 donantes, dio como resultado una correlacio´ n de R: 0.99 (coeficiente de Pearson).
Figura 2: Software no comercial para el ca´lculo de diferencias morfome´tricas entre el femur derecho y el izquierdo. a, b, c progresiva superposicio´n de un fe´mur con el otro. d: superposicion completa de ambos femures. No´tese el color unifome en tonos de zul que implican m´ınimas diferencias entre ambos fe´mures. Fe´mur distal No.
Prom.
SD
1
0.91
0.57
2
0.84
0.56
3
0.97
0.62
4
0.80
0.55
5
0.87
0.58
6
0.89
0.58
7
0.79
0.54
8
1.03
0.61
9
0.93
0.58
10
0.89
0.56
Figura 3: Diferencias morfome´tricas entre de los u´ltimos 15 cm. del fe´mur distal derecho e izquierdo. La validacio´ n del me´todo de utilizar el miembro contralateral sano del receptor como gu´ıa, superponiendo los fe´mures derechos sobre los izquierdos de un mismo dador (10 casos evaluados), se obtuvieron utilizando reconstrucciones con superficie de puntos (evaluación de formas). Se obtuvo un rango de similitud de 0.95mm a 1.47mm superponiendo fe´mures enteros con un promedio de 1.22mm (DS 0.72). Se obtuvo un rango de similitud de 0.79mm a 1.03mm superponiendo fe´mures distales con un
25
promedio de 0.89mm (DS 0.58). DISCUSIO ´N La relevancia cl´ınica de este trabajo es que el desarrollo de te´cnicas de reconstruccio´ n virtual morfome´tricas, permite realizar una adecuada seleccio´ n del donante en la cirug´ıa reconstructiva con trasplantes o´ seos. La aplicacio´ n de estas te´cnicas en la pra´ctica ortope´dica general permitir´ıa programaciones quiru´ rgicas virtuales en mu´ ltiples situaciones como osteotom´ıas, reconstruccio´ n de fracturas, planificacio´ n virtual de osteos´ıntesis,
cortes o´ seos en artroplast´ıas, etc. La planificación virtual computarizada disminuir´ıa las fallas intraoperatorias atribuibles actualmente a naturales limitaciones puramente visuales del cirujano durante el procedimiento. De esta manera, contribuir´ıa a efectuar tratamientos quiru´ rgicos ma´s predecibles y disminuir´ıa la necesidad de tomar decisiones intraoperatorias imprevistas. CONCLUSIONES Mediante la creacio´ n de un escenario virtual, se puede acumular datos de un banco de huesos que nos permita una evaluación tridimensional de cada pieza o´sea. Esta base de datos permite la búsqueda y selección de medidas espec´ıficas de cada hueso de acuerdo a cada receptor, comparando y superponiendo las medidas del segmento a transplantar con las del miembro contralateral sano del paciente receptor. Este me´todo de comparacio´n es va´lido y reproducible. Es posible que la aplicación de estas te´cnicas en la pra´ctica de la ortopedia general permita planificaciones virtuales preoperatorios en múltiples situaciones. De esta forma contribuir´ıa a disminuir la incidencia de fallas intraoperatorias, contribuyendo a obtener procedimientos quirúrgicos predecibles. El fin de nuestro proyecto sera´ continuar realizando la seleccio´ n preoperatoria de fe´mures distales en el banco de huesos, para evaluar en forma estad´ıstica nuestro me´todo, con mayor nu´ mero de casos en la base de datos. As´ı tambie´n, ampliaremos este sistema de seleccio´ n a aquellas localizaciones o´ seas que con mayor frecuencia requieren la utilizacio´ n de un transplante o´ seo: tibia proximal, humero prox imal y radio distal. La evaluacio´n sera´ llevada a cabo de la misma manera a la utilizada en el presente trabajo para el fe´mur distal. REFERENCIAS [1] A Alho, EO Karaharju, O Korkala, and E Laasonen. Hemijoint allografts in the treatment of low grade malignant and aggressive bone tumours about the knee. Int Orthop, 11:35–41,1987. [2] WF Enneking and DA Campanacci. Retrieved human allografts. a clinicopathological study. J Bone Joint Surg, 83-
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IMPLANTES EN EL HUESO. OSEOINTEGRACION Rómulo Luis Cabrini y Eduardo Santini-Araujo Facultad de Odontología, Universidad de Buenos Aires. Como concepto previo el lector debe interpretar como implante en un ser vivo la colocación de un material que reemplaza una función pérdida en un sector de la economía.
FUNCIÓN DE LOS IMPLANTES
La consideración básica de un implante es que el material (implante) esté en contacto directo con un tejido vivo. Por este principio debe considerarse que siempre que se hable de un implante hay dos fases una biológica (el tejido) y otra no biológica separadas obviamente por una interfase.
Hay implantes que trasmiten fuerzas (o en algunos casos las generan) y que su finalidad es justamente esa y otro tipo de implantes cuyo papel es mas estático, ya sea por su función o bien por ser simplemente transmisores de electricidad u otra señal.
Tal vez una de las pocas situaciones que crean un problema a estos conceptos serían las reparaciones odontológicas en las piezas dentarias en donde se utilizan una vasta gama de materiales que actúan en contacto directo con los tejidos dentarios (esmalte y dentina). En estos casos de excepción no se los acepta como verdaderos implantes en la literatura dado que los tejidos dentarios calcificados tiene poca o casi nula vitalidad (dentina y esmalte). Tampoco se considera como implantes a materiales de muy variada estructura (bastones, artículos ortopédicos, etc.) que permanecen temporariamente en contacto directo con los tejidos. CONDICIONES DE UN IMPLANTE Cuando se trate de un implante deben considerarse los siguientes aspectos: -Que el implante sea de un material adecuado para cumplir la función, con un nivel aceptable de eficacia. -Que no sea potencialmente tóxico no solo en el momento de su colocación sino también a distancia útil en el tiempo y espacio. -Que los tejidos que forman la fase viva reaccionen a un nivel adecuado de respuesta. -Que el sistema tenga una duración adecuada para los fines previstos.
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temporal
Para nuestro objeto debemos considerar dos tipo de implantes desde un punto de vista funcional.
Los implantes utilizados en el hueso son en su inmensa mayoría aquellos destinados primordialmente a la transmisión de fuerzas y de alguna manera reemplazan a sectores óseos o dentarios. Para el tejido óseo hace más de un siglo se utilizaron elementos comunes en ortopedia como ser la fijación con clavos y placas de diferente finalidad mecánica. Como ejemplo recordemos que los huesos son transmisores de fuerzas y que su rotura (fractura) impide esta función, que puede ser reemplazada por elementos mecánicos. Por ejemplo la fijación de una fractura, mientras se desarrolla el proceso de reparación. También recordaremos que en algunas situaciones la acción mecánica es secundaria en la mayor parte del tiempo y que solo actúa en emergencias como son los implantes de protección craneana. Un tipo de implantes que es mayor uso en ortopedia es la posibilidad de reemplazar totalmente una articulación. El implante de mayor suceso en la práctica médica ha sido el implante que reemplaza la articulación coxofemoral que tiene dos condiciones a cumplir: una razonable interfase con los huesos (fémur y coxal) y por otro lado un movimiento constante entre superficies en donde los aspectos tribológicos adquieren una importancia excepcional. La tribología es la ciencia mecánica que estudia desgastes de fricción. Sin embargo debemos recordar nuevamente que en estos reemplazos de articulaciones el carácter es pasivo y no activo.
Para tener una visión más general recordemos que en la actualidad se usan implantes muy frecuentemente para una función de transmisión de señales como los marcapasos y también para reemplazar el cristalino por lentes de distintos materiales. FASES DE UN IMPLANTE Todo implante reconoce al menos dos fases separadas por una superficie de contacto. Las fases se consideran con un criterio usado en biología y no con la clásica concepción de la física. Las dos fases de un implante tienen requerimientos distintos: La fase tejido (o fase biológica) está representada por tejido vital que contacta en forma directa con el material propio del implante. La fase de tejido puede ser de diferente constitución, en algunos casos será tejido conectivo, en otros tejido óseo. Desde ya que esta interfase debe ser eficiente a la función del implante. IMPLANTES USADAS EN COMBINACIÓN CON EL TEJIDO ÓSEO SIN RELACIÓN A PIEZAS DENTARIAS Aquí se considerará una vasta gama de implantes utilizada en cirugía general ortopédica en donde el implante es habitualmente mecánico y que se introduce en el tejido óseo. Cuáles son los requerimientos de estos materiales ? Lo más importante es que sean capaces de soportar por todo el tiempo programado las fuerzas a que están programados. Y que no den resultados locales inconvenientes o por lo menos graves. Es clave entonces que el material tenga condiciones de resistencia adecuadas y por ello los aceros y en particular el inoxidable fue el que ocupó el primer lugar. Se tenía especial cuidado de evitar impurezas que fueran inadecuadas para no provocar reacciones tanto en la etapa de colocación como a posteriori. En el caso de reemplazo de articulaciones aparece un problema mecánico muy serio que es el desgaste de las superficies en movimiento con la formación de partículas por fricción que caen en la cavidad articular y luego se fijan en los tejidos
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periféricos constituyendo una fuente de formación de granulomas de compleja evolución capaces de hacer fracasar el sistema e imponen su reemplazo (revisión). Este proceso y otros relacionados ocurren con cierta frecuencia en los reemplazos coxofemorales. Para tener una idea de magnitud el promedio del fracaso en la articulación coxofemoral es de 10 a 15 años. IMPLANTES QUE REEMPLAZAN PIEZAS DENTARIAS El implante propio en reemplazo de las piezas dentarias estaría en una primera órbita dentro de los ortopédicos. La idea de reemplazar una pieza dentaria por algo que se pueda fijar en los maxilares ha sido una idea siempre presenta en la odontología. En las condiciones de salud la pieza dentaria es un elemento relativamente rígido que se une con el hueso maxilar con una interfase que es el ligamento periodontal. Dicho ligamento es simplemente tejido fibroso que une firmemente a dos tejidos relativamente resistente o duros que son el hueso y la superficie cementaria del diente. Desde un enfoque puramente mecánico el sistema de transmisión de fuerzas funcionan adecuadamente. La pérdida por múltiples razones de las piezas dentarias ha sido un estímulo desde hace muchos años a intentar su reemplazo por diferentes materiales sustitutivos que en realidad tienen que funcionar como implantes. Sin embargo los intentos en los primeros tiempos sea con dientes muertos o bien materiales sustitutivos (p.ej.: marfil, y otros) terminó en un fracaso a corta distancia de aplicación por una reacción inadecuada de los tejidos vivos que rodeaban al implante. En estas experiencias citadas el material de reemplazo dentario utilizado, sea biológico o no, formaba inicialmente tejido fibroso que en cierta medida reemplaza al ligamento periodontal con la única excepción que el tejido fibroso formado seguía una orientación casi perpendicular a las fibras del ligamento original. Con esta explicación se aclara el primer éxito de este tipo de reemplazo dado que el fracaso final de los mismos reside esencialmente en esta formación de tejido fibroso como desarrollaremos en detalle. También insistiremos que este tipo de reacción fibrosa no es un elemento negativo para
implantes óseos que no tenga ninguna relación con las superficies. En detalle discutiremos este tema que es la base de los primeros fracasos de los implantes dentales. CONCEPTO DE FIBROINTEGRACIÓN En esta etapa del desarrollo de los implantes debemos hacer un análisis de un proceso muy frecuente en los implantes óseos, (no los dentarios) y que funciona satisfactoriamente en su uso y permanencia.
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Esquemas que ilustran las etapas de la fibrointegración desde el primer contacto con células totipotenciales , la diferenciación en fibroblastos y la formación de fibras colágenas. Cuando un material extraño al tejido óseo se implante directamente en su estructura formada por trabéculas óseas y médula y no tiene elementos en su constitución reactivos tóxicos para los tejidos, hay una reacción fibrogénica de la médula con la formación de fibroblastos que forman una capa sobre la superficie del material implantado, se orientan en forma pararela al mismo y se comienza con la elaboración de fibras colágenas que se orientan en forma pararela la interfase creada entre el hueso y el material implantado. Este tipo de respuesta de los tejidos del área conectiva es habitual frente a eventos semejantes .El espesor de la capa de tejido fibroso depende de alguna manera de las fuerzas transmitidas y desde un punto de vista mecánico es un transmisión de fuerzas que funciona adecuadamente .Lo deseable es que una vez llegada a un determinado espesor permanezca en ese estado sin mayores variaciones.
Los esquemas ilustran los distintos tipos de integración de un implante. La evolución desfavorable puede ser originada cuando en ese tejido ocurran factores que desencadenen un cuadro inflamatorio que se asocia siempre a la formación de un granuloma que como efecto secundario inicia procesos de reabsorción ósea que en última etapa desarrollan reabsorción de áreas considerables de la superficie ósea. De esta manera una destrucción de la geometría y relación de fuerzas que determina que con primero se debilite el sistema y luego fracase. Recordemos que la esencia básica del implante óseo es una eficaz transmisión de fuerzas. De acuerdo a los datos tanto experimentales como de la práctica clínica la fibrointegración es un proceso que funciona adecuadamente en los implantes de hueso que no tienen una comunicación con el exterior del cuerpo, como es la mayoría de los implantes de uso ortopédico pero no en el caso de los implantes odontológicos dentarios. Es importante recordar que hay casos en los maxilares que es necesario poner implantes en el seno de los tejidos sin comunicación con el exterior (cavidad bucal) y en este caso obviamente pueden operar implantes que solo desarrollen fibrointegración. Desde un punto de vista celular la fibrointegración que se desarrolla en un área de médula ósea implica necesariamente que las células indiferenciadas “stem cells” evolucionen hacia
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fibroblastos activos capaces de elaborar fibras colágenas (algunos autores aceptan una evolución de los fibroblastos a miofibroblastos en particular cuando desarrollan una gran actividad fibrogenica. IMPLANTES EN REEMPLAZO DE PIEZAS DENTARIAS. (IMPLANTES ODONTOLÓGICOS) Parecería que un implante que reemplace en su función a piezas dentarias le corresponderían las mismas características que los implantes ortopédicos ya mencionados y sin embargo no es así. La diferencia fundamental es que cualquier modelo imaginable implica que el implante que reemplace al diente tiene siempre un punto débil determinado porque se estructura una zona del mismo implante que está en el exterior (cavidad bucal) y de este modo contacta con una de mucosa gingival que se transforma en una mucosa periimplantaria que no se puede eludir. Por lo tanto, todo lo que es bien conocido en la enfermedad periodontal se puede reproducir con mayor o menor facilidad en todo implante que reemplace a los dientes. El reemplazo de piezas dentarias no es nuevo sino que así experimentado incluso en la antigüedad con diferentes materiales (desde dientes cadavéricos, marfil y otros materiales) lo cual en un cierto porcentaje de casos tuvo un éxito inicial terminó en un completo fracaso con movilización y pérdida del implante. En los casos de éxito inicial, por una término de tiempo razonable el implante sustituto tuvo que haber producido una fibrointegración inicial y luego se ha desarrollado un cuadro inflamatorio que a semejanza de la enfermedad periodontal provoca la movilización y luego la pérdida del implante. Conviene en este punto analizar el desarrollo de una interfase fibrointegrada en un implante odontológico: Cuando el material del implante contacta con el hueso se hará una fibrointegración. El proceso es por supuesto similar al arriba mencionado para los llamados implantes ortopédicos y lo que hay que tener en cuenta aquí es que por razones anatómicas la formación de fibras (como también ocurre en los ortopédicos) se hará siguiendo el plano de la
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interfase, es decir al completarse la fibrointegracion se habrán desarrollados planos de fibras pararelas a las superficies de ambos tanto del implante como del hueso. Esta formación tiene un punto crítico clave, dado que el avance de una infección y/o de un cuadro inflamatorio se hará muy fácilmente y lograra en un tiempo no demasiado grande la formación de un tejido de granulación que hará obviamente fracasar el implante. Recordamos que en el caso del ligamento periodontal fisiológico que se podría pensar en una fibrointegración la diferencia fundamental es que las fibras colágenas se ubican en planos aproximadamente perpendiculares a los planos de lo tejidos dentarios (en este caso cemento) y del hueso (cortical alveolar) con una excelente vitalidad tanto vascular como nervioso. El avance de una infección o un cuadro inflamatorio está altamente dificultado por esta estructura y es evidente que difiere esencialmente de lo que ya hemos descripto como fibrointegración. En resumen si un material de reemplazo de dientes desarrolla un proceso de fibrointegración (en el caso de no haber un cuadro inicial de rechazo) puede asistirse a una etapa en que el implante tenga alguna funcionabilidad pero en un tiempo reducido terminando en un fracaso. HALLAZGO DE LA OSEOINTEGRACIÓN Un cambio fundamental en la posibilidad de implantes de uso odontológico y crear una metodología de excelente resultado en el área odontológica es el hallazgo de un proceso que se desarrolla en implantes óseos y que se llama oseointegración (también puede usarse en castellano “osteointegración”).
Diseño experimental de Brånemark PI, que permitió descubrir la oseointegración del titanio. Para dar énfasis a este proceso conviene recordar los trabajos de Per-Ingur Branemark, de la Universidad de Lund (Suecia) que dieron como origen el descubrimiento de un módelo aplicable en donde se desarrolla la oseointegración. Es ciertamente un hermoso ejemplo en donde investigaciones de tipo básico llegan a solucionar un grave problema asistencial. Branemark actuaba en la Universidad como un anatomista interesado en temas de tejido óseo, en particular la influencia de campos eléctricos en el crecimiento y vascularización del hueso. Recuerdo que en esa época se pensaba en la importancia de los campos eléctricos como estimulantes de la formación del hueso. Con este objeto y utilizando como modelo la tibia de conejos vivos desarrolló un sistema óptico que se implantaba con un roscado en la diáfisis de la tibia del conejo y que tenía un eje de observación para estudiar las alteraciones de vascularización provocadas por campos de distinta polaridad. Esta observación tenía una primera dificultad cuando el instrumento óptico permanecía un tiempo en el conejo vivo y se aflojaba, no permitiendo un trabajo adecuado. Por este motivo en el taller del instituto se planeó cambiar el acero inoxidable por otros materiales y dado la facilidad de manejo se reemplazó con titanio. El resultado fue que el sistema óptico permaneció fijo, pero cuando fue extraído del animal arrastró una cantidad considerable de hueso que estaba adherido al instrumento. El titanio (peso atómico 47) es un metal que se maquina fácilmente es razonablemente resistente y tiene una gran tendencia a la oxidación superficial, formando dióxido de titanio en microsegundos y es capa de óxido queda firmemente adherida al metal (proceso conocido como anodización), con lo cual se impide una nueva oxidación y adquiere un carácter protector. Este resultado experimental podría ser tomado como banal, pero Branemark lo estudio en profundidad y pensó que había obtenido una nueva relación entre el tejido óseo arrastrado por las hileras del tornillo y el mismo metal.
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.Los estudio iniciales indicaron que cuando se preparaban cortes microscópicos no aparecía una solución de continuidad entre el metal y el hueso neoformado.Branemark aplicó el nombre de oseointegración a este proceso de fijación tan firme y pensó en una aplicación ortopédicaodontológica, lo cual se tradujo en la posibilidad de crear verdaderos tornillos de este material titanio que podrían eventualmente reemplazar a piezas dentarias. El resto de estas investigaciones pierden un evidente carácter básico y entran en una primera y exitosa plan de desarrollo e investigación que dio el bien conocido implante de titanio odontológico. DESARROLLO DEL IMPLANTE ODONTOLÓGICO Una vez descubierto este nuevo proceso entre el metal y el tejido óseo se desarrolla su empleo primero en forma restringida, solo para presuntamente expertos y luego su uso se generaliza a tal extremo que está en esta etapa en manos de la odontología general salvo para casos especiales. Parece importante en este momento describir en detalle el proceso de oseointegración partiendo de su definición original: la oseointegración requiere un contacto directo entre el tejido óseo y el material del implante cuando se realiza una exploración a nivel de microscopía óptica. Es decir que no hay entre el metal y el hueso ni células ni tampoco tejido fibroso. En una primera etapa el mismo Branemark pensaba que la introducción de este metal (titanio) se revestía necesariamente en toda su superficie en tejido óseo de novo, posteriormente se observó que existían puntos en los que no se producía este proceso y se estimó que parte del metal podía estar en contacto con la médula ósea (este tipo de relación la llamamos “oseointegracion amigable” siempre que no se forme tejido fibroso). Recordemos que el hueso que se oseointegra también se remodela y tiene una vida media como cualquier sector del esqueleto adulto ETAPAS DE LA OSEOINTEGRACIÓN
En el primer esquema, el implante de titanio toma contacto intramedularmente con stem cells medulares, en el segundo gráfico se produce la diferenciación a células osteoblasticas. En el tercer esquema exite producción de glicosaminoglicanos que actúan como sustancia de cementación. En el cuarto esquema se produce osteoide que posteriormente se calcifica dando lugar a la oseointegración.
Imagen electronomicroscópica de osointegración. En la porción superior de la fotografía se observa el implante. Por debajo se encuentra un tejido óseo maduro laminar, que lo ha oseointegrado. Como es bien conocido en biología del tejido óseo adulto (tejido óseo laminar) hay una constante remodelación a tal extremo que la vida media de un esqueleto es de aproximadamente diez años. Para esta remodelación el tejido óseo se destruye en parcelas de centenares de micrones que luego son reemplazadas por un nuevo tejido óseo quedando entre ambas líneas de remodelación fácilmente observables en el microscopio. Este proceso de oseointegración ha sido analizado con diferentes modelos en particular con la formación de hueso en cultivo de tejidos y en observaciones microscópicas de diferente origen, todas ellas son concurrentes, por la cual estudiaremos este proceso siguiendo las etapas ya clásicas descriptas en la literatura.
Este esquema grafica como la oseointegración se realiza en realidad sobre la capa de óxido de titanio.
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Cuando un metal o material oseointegrable se introduce en el seno del tejido óseo aparece en la médula un respuesta de formación de hueso sobre el material. Para ello las células propias de la médula ósea (consideradas por algunos como “stem cells” se aplican sobre el material con diferenciación hacia osteoblasto y se comienza con la producción de un producto rico en mucopolisacáridos que se aplica en la superficie a oseointegrar. La presencia de este cemento de unión es similar al que se produce cuando hay un proceso de remodelación ósea de hueso con hueso (aposición ósea superficial). A partir de esta etapa ya diferenciado las células osteoblásticas se comienza a producir fibras colágenas que se homogeinizan constituyendo el llamado material osteoide que ya tiene una estructura colágena bien definida y orientada. Este material en otra etapa se calcifica constituyendo hueso por la presencia de
depósitos cristalinos de hidroxiapatita elemento normal en cualquier hueso. Habitualmente esta formación inicial se relaciona con las estructuras óseas vecinas lo cual da a esta formación una resistencia particular. Aunque en los estudios preliminares se pensó que al introducir un material oseointegrable se producía una oseointegración en toda la superficie posteriormente quedo claro que la oseointegración es parcial y que se limita a las necesidades puramente mecánicas y que están sujetas a la remodelación. Estudios del hueso en etapas ulteriores a la vida de un implante indicaron que la remodelación del hueso alrededor de un implante es más rápida que en las otras áreas con la cual es evidente que en la vida de un implante su evolución dependerá de su funcionamiento y cuidado dado que es un proceso definitivo y que incia su historia. Estudios comparados de la retracción del hueso alveolar y del hueso periimplantario han dado como resultado que el hueso del implante se retrae menos que el hueso perialveolar en un mismo sujeto .Lo cual es altamente favorable para la sobrevida de un implante en función del tiempo. SUPERFICIES OSEOINTEGRABLES Las investigaciones de Branemark dieron como resultado un metal que seguramente se oseointegraba y llegó a producir una industria importante con la utilización base de titanio. Sin embargo aparecieron estudios y o sustitutos que también se oseointegraban .Desde ya la oseointegración no es un proceso único del titanio y ya en el momento que se iniciaron estos estudios habían datos de oseointegración de metales, depósitos de calcio etc. Estudios realizados por nuestro laboratorio indicaron, que era posible oseointegrar con otros compuestos como el circonio, revestimiento especiales (tipo plasma), etc., lo cual indica que no es un proceso propio del titanio sino de muchos materiales. En muchos casos tienen las mismas características del titanio (circonio, circaloi). Es decir superficies oxidadas tipo titanio en donde el óxido queda formando un capa firmemente
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adherida a átomos de metal .En estos casos que son la mayoría de los implantes que se obtienen en el mercado .En realidad la capa que toma contacto con el hueso no es en realidad titanio (u otro metal) sino que la superficie esta revestida en forma completa con átomos de oxígeno que forma una pared que es la que verdaderamente entre en contacto con el hueso (médula ósea). La integración se desarrolla sobre oxígeno que forma una capa sobre la superficie metálica .En el caso de los recubrimientos (por ejemplo el “diamondlike”) hay también otros átomos que forman una nueva superficie, en el caso mencionado la superficie fomada es de carbono, que adquiere un estructura cristalográfica semejante al que tiene el diamante. Desde ya que las superficies que se crean y han demostrado experimentalmente que se oseointegran deben estar libres de contaminación para el uso de implante. Es por este motivo que se propuestos diferentes procesos de preparación de superficies, que de alguna manera preparan al proceso de integración ósea.inicial y su continuidad. Es posible que algunas de estas superficies condicionen una integración mas rápida pero el problema real es que se deben mantener durante años compatibles con los pacientes y es posiblemente este punto sea el que en el futuro sea el punto a rescatar .y en donde la corrosión o procesos similares de estos materiales jueguen un papel predominante y no alteran su curso.. ALTERACIONES EN EL PROCESO DE OSEOINTEGRACIÓN RESPUESTAS: IMPLANTES - TEJIDOS
INTEGRACION RECHAZO
Osteo-Integracion Fibro-Integracion Amigable Agudo Crónico
Cuando se introduce un material oseointegrable en el tejido óseo, asumiendo que se sigan las condiciones básicas (implante adecuado, operación quirúrgica reglada, paciente en condiciones de salud razonables) la oseointegración se produce dentro del tiempo establecido. Si nos atenemos a datos experimentales a la semana se inicia este
proceso con la neoformación de tejido óseo sobre el implante. Se admite que para que el proceso continúe sin mayores problemas es necesario un cierta inmovilización que se puede obtener con diferentes enfoques clínicos pero que debe evitar movimientos continuos de cierta magnitud que en el tejido óseo /implante y aun en hueso fracturario produce sistemáticamente la formación de tejido fibroso cuya evolución es desfaborable. Por supuesto que una infección del lecho quirúrgico no es compatible con un proceso adecuado de oseointegración. La corrosión puede determinar la pérdida de solidez del implante.
Microfotografía que ilustran la fagocitosis por histiocitos-macrófagos, de partículas de corrosión de titanio.
Microfotografía que ilustra como los macrófagos que han fagocitado partículas de corrosión se acercan a la circulación e incluso puede ingresar a la misma. Una vez superado el tiempo necesario para una integración que puede responder a los requerimientos mecánicos se puede requerir al
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implante un trabajo mecánico programado y vigilado. Sin embargo hay un porcentaje de implantes que luego de haber operado adecuadamente fracasan por diferentes motivos. Un hecho excepcional pero que existe es puramente mecánico, es la fractura del implante mismo, que es una alteración propia del material y no de la biología del implante. En estos casos puede tener su origen en una carga excesiva o bien fallas en el material. Conviene recordar el titanio que es el implante de condiciones mecánicas limitadas mecánicamente y por ejemplo cuando se utiliza en ortopedia es necesario incorporarle aluminio y vanadio, dos elementos que siempre aparece en las prótesis coxofemorales de titanio. Otros problemas no demasiado frecuentes son la presencia de contaminantes en la superficie del implante, en nuestros modelos experimentales hemos demostrado que con ejemplos de contaminación se hace inicialmente la oseointegración pero luego fracasa porque los contaminantes originan un proceso reactivo con la formación de un cuadro inflamatorio de tipo crónico que hace fracasar un proceso que había funcionado bien desde el punto de vista biológico. Un excesivo requerimiento mecánico que puede ser crónico o agudo puede provocar una microfractura con desprendimiento de la superficie oseointegrada dejando libre el titanio (o equivalente) en estos casos aunque no sea un medio adecuado queda el metal en contacto con el medio y se oxida con una reacción exotérmica muy importante que puede originar un cuadro inflamatorio de diferente magnitud variable tanto en su importancia como sus consecuencias. Todos estos procesos no son demasiado frecuentes sino que el verdadero problema de un implante exitoso en una primera etapa queda especialmente relegado a la zona en que el implante contacta con la mucosa peri implantaria que a modo de encía contacto con el material del implante. Desde un punto de vista histopatológico si se ha conseguido una oseointegración efectiva y no hay un proceso inflamatorio importante, del orden que es habitual en la encía verdadera , la situación es mejor que en el diente original por las razones ya mencionados de la ausencia de un ligamento periodontal donde es el lugar en que se hace el
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avance de la enfermedad periodontal convencional. Desde si se ha conseguido simplemente una fibrointegración dado la trayectoria ya explicada de las fibras colágenas el cuadro inflamatorio avanzará a un ritmo acelerado creando una interfase de tal volumen que hará la inoperancia del implante. Sin embargo por diversas razones (por ejemplo el tabaquismo, la diabetes no controlada, etc) la inflamación de la mucosa peri implantaria termina con un acelerado proceso de periimplantitis que cursa rápidamente y provoca en tiempos variables un movilización y o expulsión del implante asociada a un proceso inflamatorio. Podemos agregar algunos otros factores que pueden ser originados en el mismo implante .Especialmente .consideremos dos uno de ellos es la posibilidad de un alergia hacia el titanio que no es demasiado rara y la otra en actual discusión es que del material del implante por diversos procesos (en especial corrosión) se cree un cuadro inflamatorio crónico adverso al implante. IMPLANTES EN ORTOPEDIA Y TRAUMATOLOGÍA En las últimas décadas se ha utilizado cada vez con más énfasis el titanio con aditamento de vanadio y alunimio en bajas proporciones, para la fabricación de implantes utilizables en Ortopedia y Traumatología. Asi su utilización se efectúa en prótesis completas o híbridas, clavos, placas, tornillos, mallas, jaulas, DHS, etc. Una de las ventajas que presenta es la posibilidad de efectuar estudios por resonancia magnética, ya que una de las condiciones del titanio es que no se magnetiza. MODELOS EXPERIMENTALES PARA EL ESTUDIO DE LA OSEOINTEGRACIÓN Desde que se pudo utilizar el mecanismo de la oseointegración para la aplicación terapeútica de implantes odontológicos se ha desarrollado un cantidad notable de publicaciones con el intento de estudiar sus características y mejorar posibles usos SUJETO DE EXPERIENCIAS
No hay dudas que los datos sobre experiencias humanas son los de mayor valor práctico, pero por razones atendibles desde el punto de vista ético su datos son muy limitados y solo pueden presentarse en casos particulares. Por supuesto que un anales de los fracasos es de gran valor y por ello el estudio de este material ofrece una información extremadamente útil. Para el estudio de los casos humanos se debe seguir la siguiente metodología: 1.-Estudio macróscópico del implante a ojo desnudo como también con la correlación de los hallazgos radiográficos .Se puede también hacer tomas radiográficas de los implantes extraídos .Estos estudio deberían centrarse en la superficie del implante, tanto se con el ojo desnudo o con la ayuda de una microscopio esteroescópico.
Esquema del primer diseño experimental de “laminar test”, que nos ha permitido estudiar los fenómenos de interfase que determinan distintos biomateriales. Test de implante laminar
Una vez de este primer análisis es conveniente hacer una inclusión en metacrilato de metilo y con una sierra especial se preparan cortes que se puede observar con el microscopio con y sin colorear. Por supuesto que es buena práctica fijar por unos días el material (implante) recien extraído en formol al 10-20%. Mediante esta metodología es posible detectar áreas de oseointegración, su posible fracaso, como también procesos de corrosión con la presencia de macrófagos cargados del material del implante.
6 x 1x 0.1mm
Implante en cavidad medular de tibia de rata de la lámina de biomaterial.
Para estudio de oseointegración utilizar implante fracturados puede tener especial relevancia. UTILIZACIÓN DE LABORATORIO
ANIMALES
DE
En animales convencionales en los laboratorios (rata, ratón y hamster) es posible implantar implantes de tamaño muy reducido que se alejan bastante a la realidad humana..Debe aplicarse en áreas de molares que son piezas permanentes y no en dientes de crecimiento continuo como es el caso en estos animales del diente del incisivo de crecimiento continuo. Animales de mayor porte como el perro, mono o cerdo, pueden se también modelos mas cercanos a la realidad pero en algunos casos como el perro el tipo de hueso y su tendencia a desarrollar cuadros inflamatorios hace muy relativo su uso.
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Obsérvese rodeando a la lámina de titanio el desarrollo de tejido óseo integrado al biomaterial.
UTILIZACIÓN DE CULTIVOS CELULARES Existen muchos estudios sobre la respuesta de celular (en cultivo de tejido). Para estos estudios se utiliza en general células vecinas al tejido óseo en formación, por ejemplo cultivo de osteoblastos, a veces incluso de origen tumoral. MODELO DE UTILIZADO LABORATORIOS
“LAMINAR TEST” EN NUESTROS
Con la idea de analizar en forma puro y desprovista de factores externos, se desarrolló en nuestro laboratorio una metodología que dio buenos resultados tanto del punto de vista local como sistémico. El método propuesto es la colocación por un pequeño orificio de la tibia de rata una lamina del material problemas que se desliza en el espacio medular. La lámina tiene espesores variables pero lo más habitual es de 0.1cm de largo y del orden los 100 micrones de espesor. Una vez introducida se hacen el cierre quirúrgico de la pequeña incisión .Con estos modelos y utilizando material oseointegrable es posible advertir el comienzo de la oseoingracion a los tres días y un proceso completo en unos quince días. Para estimar este efecto es necesario hacer un estudio en material incluído en acrílico con cortes en diferentes planos que se estudian microscópicamente. RESULTADOS OBTENIDOS “LAMINAR TEST”
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En la bibliografía que se adjunto el lector podrá estimar la posibilidad de esta metodología, en donde se ha intentado reproducir condiciones reales aplicables a la colocación de implantes en la clínica.
CON
EL
BIBLIOGRAFIA SUGERIDA
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Brånemark PI, Hansson BO, Adell R, Breine U, Lindström J, Hallén O, Ohman A. Osseointegrated implants in the treatment of the edentulous jaw. Experience from a 10-year period. Scand. J Plast Reconstr Surg 1977; 16: 1-132.
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