Rigenerazione ossea: tecniche, effetti, rischi e controindicazioni.

La rigenerazione ossea è una procedura che mira a ripristinare le dimensioni di un osso quando questo è colpito da traumi o patologie. È possibile stimolare la ricostituzione dell’osso attraverso varie tecniche: scopriamole insieme.

Rigenerazione ossea: tecniche, effetti, rischi e controindicazioni

    Indice Articolo:

  1. Caratteristiche
  2. Tecniche
  3. Chirurgia maxillo-facciale 
  4. Rischi e controindicazioni

Rigenerazione ossea: cos’è e quando si usa.

La rigenerazione ossea è un intervento grazie al quale un osso può ritrovare il suo volume originario e la sua funzionalità.

L’osso è un tessuto mineralizzato che va incontro a rimodellamento continuamente nel corso della nostra vita, e mostra straordinarie capacità di guarigione. Ma perché, allora, abbiamo bisogno di stimolare artificialmente questo processo?

Esistono purtroppo dei casi in cui tale guarigione è compromessa:

  • quando il difetto osseo è troppo esteso, come in caso di traumi, infezioni, tumori, oppure malformazioni congenite;
  • quando le capacità di ripristino della massa ossea sono compromesse, come nel caso dell’osteoporosi (che predispone al rischio di fratture), dell’atrofia (dovuta ad esempio alla perdita dei denti) o della necrosi avascolare dell’osso (che comporta la perdita di vitalità).

La ricostituzione ossea operata in ambiente clinico ha migliorato notevolmente la qualità della vita nelle persone che vi si sono sottoposte, fatto responsabile della grande diffusione delle tecniche di rigenerazione; queste trovano applicazione nella chirurgia ortopedica e maxillo-facciale.

tGeneralità sull’osso.

Dal punto di vista macroscopico (ad occhio nudo) l’osso è organizzato in:

  • una parte esterna, o corticale, che si presenta assai compatta;
  • una parte interna, dalla conformazione trabecolare o spugnosa.

Grazie a questa conformazione le ossa riescono a tollerare le forze a cui sono sottoposte quotidianamente.Dal punto di vista microscopico l’osso è un tessuto connettivo specializzato. Come tutti i connettivi presenta due componenti: le cellule e la matrice extracellulare.

Le cellule che ritroviamo in questo tessuto sono essenzialmente di tre tipi:

  • osteoblasti. Localizzati sulla superficie ossea, sono i responsabili della sintesi della componente organica della matrice extracellulare, chiamata osteoide, la quale in seguito andrà incontro a calcificazione;
  • osteociti. Queste cellule derivano dagli osteoblasti, e risultano completamente circondate dal tessuto osseo; comunicano con gli altri osteociti per mezzo di lunghi processi cellulari. Funzionano come dei sensori che captano le variazioni delle forze applicate sull’osso: inviano dei segnali che regolano il rimodellamento della massa ossea.
  • osteoclasti. Derivano dalla fusione di tante cellule, per questo sono multinucleati. Il ruolo compito è quello di riassorbire l’osso attraverso la secrezione di enzimi e ioni idrogeno (che creano un ambiente acido): nell’osteoporosi esiste uno squilibrio a favore dell’attività distruttiva degli osteoclasti.

La matrice extracellulare è organizzata in sottili

lamelle. È composta da collagene di tipo I e da altre proteine (tra le quali ritroviamo anche fattori di crescita), ma la vera peculiarità è la presenza di sali minerali, in particolare di idrossiapatite di calcio, responsabili della rigidità dell’osso e in parte della sua robustezza.

Tecniche di rigenerazione in ortopedia traumatologia.

La rigenerazione di segmenti ossei nell’apparato locomotore si può ottenere attraverso due tecniche:

  • la tecnica di Masquelet;
  • la distrazione osteogenetica.

Tecnica di Masquelet.

Si tratta di una tecnica semplice e abbastanza sicura, usata in caso di perdita di tessuto a livello delle ossa lunghe (fratture, lesioni da proiettile, resezione di tumori o di ascessi provocati da osteomielite).

È suddivisa in due tempi:

  • nella prima fase si pulisce con cura la lesione e si inserisce tra i monconi di frattura uno spaziatore, poi si stabilizza la frattura grazie a un fissatore esterno. La cosa importante è che intorno allo spaziatore si formerà una membrana;
  • nella seconda fase si sfrutta la camera creata dalla membrana. La camera viene riempita con un innesto, nella tecnica classica con osso autologo - cioè osso prelevato dallo stesso paziente - previa rimozione dello spaziatore.

Il ruolo dello spaziatore è duplice: da una parte impedisce la formazione di tessuto fibroso laddove noi vogliamo che si formi nuovo osso; dall’altra, poiché si comporta come un corpo estraneo, provoca la sintesi della membrana.

Il ruolo della membrana, invece, è di impedire il riassorbimento dell’innesto osseo, dandogli il tempo di fare il suo lavoro; e poiché è vascolarizzata, contribuisce alla rigenerazione secernendo fattori di crescita.

Nel box è illustrato il caso di una paziente trattata con questa procedura (Squarzina et al., Acta Biomedica, 2012).

Squarzina e collaboratori hanno usato una variante della tecnica di Masquelet.La paziente, 25 anni, era giunta all’osservazione con una frattura pluriframmentaria esposta del femore (osso della coscia) sinistro. Anche la rotula era fratturata. A seguito della lesione si era creata una raccolta di pus: quindi è stata fatta un’accurata pulizia della zona ed è stato rimosso l’osso infetto.A seguito di queste operazioni è rimasto un divario di 10 cm tra i due monconi di frattura, che è stato colmato con uno spaziatore antibiotato, per prevenire le infezioni.

Trascorse 6 settimane, all’interno della membrana vascolarizzata si è inserita una miscela di:

  • osso omologo (osso proveniente da un altro essere umano, nella fattispecie un cadavere: non c’è rischio di infezione!);
  • cellule staminali mesenchimali - capaci di differenziarsi in cellule produttrici di osso - anch’esse prelevate dalla paziente;
  • un fattore di crescita, la BMP-7 (proteina morfogenetica dell’osso).

L’intera operazione ha dato esito positivo: dopo 5 mesi

larattura si era consolidata, e la donna è riuscita a camminare senza dolori di sorta.

Distrazione osteogenetica.

La distrazione permette la rigenerazione attraverso l’allungamento di un osso. Permette di rimpiazzare grandi quantità di tessuto danneggiato, e di correggere delle malformazioni: è il caso degli individui con acondroplasia - termine tecnico che indica il nanismo - i quali possono così incrementare la loro statura.

Puoi approfondire cause e cure per il nanismo.

Il pioniere di questa tecnica fu il chirurgo russo Ilizarov, il quale aveva osservato la capacità del tessuto osseo di crescere quando sottoposto ad una trazione lenta e graduale.

La distrazione osteogenica è ripartita in diverse fasi:

  • si pratica una osteotomia, cioè si pratica un taglio nell’osso, cercando di non danneggiare il periostio, fondamentale per la formazione di nuovo tessuto;
Il periostio è una membrana fibrosa ancorata alla superficie di ciascun osso e notevolmente vascolarizzata.Lo strato profondo del periostio è ricco di cellule dette osteoprogenitrici perché, a seguito di una lesione ossea, sono capaci di differenziarsi in osteoblasti che producono prontamente nuova matrice ossea.
  • si applica un fissatore esterno intorno all’osso, ma attenzione: non si comincia subito a mettere in trazione i capi ossei, si deve osservare un periodo di latenza di 5-10 giorni, che permette la formazione e l’organizzazione di un ematoma (una raccolta di sangue coagulato) laddove l’osso è interrotto;
Preservare il coagulo di sangue è importante perché da esso si svilupperà un tessuto specializzato, chiamato tessuto di granulazione, che permette la guarigione: infatti verrà col tempo sostituito da nuovo osso.
  • segue la fase di distrazione. L’obiettivo è di ottenere l’allungamento di 1 mm/giorno, con un ritmo di 0,25 mm ogni 6 ore. Non è possibile procedere ad un ritmo più serrato perché condizionerebbe negativamente la rigenerazione ossea;
  • una volta ottenuta la lunghezza desiderata si interrompe la trazione e si attende il consolidamento dell’osso. Bisogna rispettare il tempo di un mese per ogni centimetro di osso rigenerato;
  • ottenuta l’unione dei capi ossei si può rimuovere il fissatore.

È essenziale che il paziente faccia fisioterapia durante tutto il periodo di allungamento al fine di ottenere dei buoni risultati.

Una variante di questa tecnica prende il nome di distrazione con trasporto osseo, e viene impiegata, per esempio, quando i chirurghi sono costretti a rimuovere una grande quantità di tessuto a seguito di una osteomielite, oppure di un tumore.

Poniamo il caso che da una tibia (osso lungo della gamba) vengano rimossi 5 cm di osso malato. Residuano due monconi ossei. Si procede in tal modo:

  • si pratica un’osteotomia a monte del difetto, nel moncone superiore. L’interruzione dell’osso porta a tre il numero dei monconi, e tutti vengono stabilizzati grazie ad un fissatore esterno;
  • dopo il periodo di latenza si pratica la distrazione. L’allungamento fa letteralmente spostare verso il basso uno dei monconi, che si avvicina al terzo;
  • si interrompe la trazione per consentire al tessuto osseo di consolidarsi.

Il fissatore è un componente essenziale in questa tecnica ideata da Ilizarov, ma è assai ingombrante, e difficile da tollerare per molti pazienti

Tecniche di ricostituzione osee in chirurgia maxillo-facciale.

La chirurgia maxillo-facciale è specializzata nella correzione di anomalie a carico della testa e del collo. Conosceremo da vicino due procedure di rigenerazione ossea:

  • la distrazione osteogenetica, che dunque non è esclusiva dell’ortopedia;
  • la rigenerazione ossea guidata (GBR).

Distrazione osteogenetica.

I primi ad adottare la distrazione dell’osso per correggere i difetti di sviluppo mandibolare nelle persone furono McCarthy e collaboratori nel 1992.

Attualmente, grazie a questa tecnica è possibile risolvere delle deformità post-traumatiche, la saldatura precoce delle suture tra le ossa craniche, e anche malformazioni congenite come la sequenza di Pierre-Robin.

La sequenza di Pierre-Robin è la conseguenza dell’insufficiente crescita della mandibola durante le prime settimane di gravidanza, che prende il nome di micrognazia.Lo scarso sviluppo di questo osso genera una reazione a catena:
  • si verifica la glossoptosi, cioè la lingua resta indietro e risulta sollevata;
  • questo sollevamento della lingua impedisce la formazione del tetto della cavità orale, conducendo a palatoschisi, una fessura nel palato.

A causa di queste malformazioni i bambini con sequenza

di Pierre-Robin mostrano difficoltà respiratorie di gravità variabile.

Anche nel caso delle ossa del volto, la rigenerazione ossea è ottenuta interrompendo la continuità di un osso (osteotomia) ed esercitando una trazione costante per favorirne l’allungamento.

I fissatori usati per la distrazione possono essere extraorali ed intraorali.

  • I dispositivi extraorali possono essere gestiti senza troppe difficoltà perché sono situati all’esterno. Quelli più recenti sono multidirezionali, ossia possono provocare l’allungamento osseo in più direzioni migliorando il risultato. Tuttavia si tratta di apparecchi ingombranti che lasciano cicatrici nella pelle: per questo si preferisce usarli quando il difetto è molto grave - l’aspetto estetico passa in secondo piano rispetto a quello funzionale - e come trattamento salvavita nei pazienti con insufficienza respiratoria.
  • I dispositivi intraorali risultano un’alternativa meno invasiva rispetto ai distrattori extraorali. Tuttavia presentano due svantaggi non da poco: l’ingombro stavolta si trova dentro la bocca, e l’apparecchio deve sopportare le forze generate dalla masticazione; sono unidirezionali, quindi, per non compromettere l’esito dell’operazione, bisogna calcolare la direzione della trazione, poiché non è possibile cambiare gli angoli di distrazione come con i dispositivi multidirezionali.

Rigenerazione ossea guidata (GBR).

È un’ottima tecnica usata, per esempio, quando si vuole aumentare il volume osseo nei soggetti edentuli prima di eseguire degli impianti che sostituiscano i denti perduti.

La perdita dei denti è infatti associata all’atrofia delle ossa mascellari o della mandibola, e può compromettere la stabilità dell’impianto e la sua funzionalità.

La caratteristica distintiva della GBR è l’utilizzo di una barriera che assolve compiti specifici:

  • esercita un effetto tenda, cioè crea uno spazio che contiene e stabilizza il coagulo ematico;
  • impedisce la contaminazione da parte di cellule dei tessuti molli adiacenti, che potrebbero formare tessuto fibroso laddove noi vogliamo quello osseo.
Questi dispositivi possono essere suddivisi in due classi:
  • riassorbibili, che vanno incontro a degradazione con il tempo ed evitano allo specialista di dover effettuare un secondo intervento di rimozione della barriera. Esempi sono le membrane di collagene o le membrane di PDLLA (miscela di acido poli-D-lattico e acido poli-L-lattico);
  • non riassorbibili. Esempi sono le membrane in e-PTFE (politetrafluoroetilene espanso) e le griglie in titanio.

I materiali usati hanno tutti la proprietà di essere biocompatibili, non si verificano

quindi reazioni immunitarie che portano al rigetto.

Tra la barriera e l’osso di solito si inserisce un innesto con lo scopo di favorire la rigenerazione ossea. L’innesto perfetto è sicuramente l’osso autologo, poiché presenta

  • proprietà osteoconduttive, poiché funge da impalcatura sulla quale l’osso ricresce;
  • proprietà osteoinduttive grazie ai fattori di crescita imprigionati nella matrice ossea (come le BMP).

L’osso autologo si può prelevare dalla mascella o dalla mandibola, ma se il difetto da correggere è esteso il prelievo viene fatto dall’osso dell’anca.

Esiste anche la possibilità di utilizzare innesti diversi dall’osso del paziente, per esempio:

  • osso di origine animale (ad esempio suina), che viene sterilizzato e trattato in modo da lasciare solo la componente minerale;
  • sostituti ossei progettati per avere la stessa porosità dell’osso, capaci di impregnarsi di sangue una volta collocati in sede.

Gli innesti diversi dall’osso autologo possiedono solo proprietà osteoconduttive. Vengono usati solo materiali biocompatibili.

Nel box sottostante troverete la descrizione di una GBR effettuata a scopo implantare.

Il caso riguardava un paziente di 35 anni non fumatore e in buona salute. Era giunto all’attenzione degli specialisti a causa della frattura della radice dell’incisivo centrale superiore di sinistra.Alla rimozione del dente è apparso chiaro che l’osso non possedeva le caratteristiche adatte ad ospitare un impianto: allora si è deciso di stimolare la rigenerazione dell’osso mascellare contemporaneamente all’inserimento dell’impianto.La zona è stata coperta con una piccola griglia in titanio, modellata evitando di lasciare parti appuntite. Il difetto è stato colmato usando dell’osso eterologo (animale) sotto forma di granuli, e il tutto è stato ricoperto chiudendo la gengiva con dei punti di sutura.Dopo 6 mesi la griglia metallica è stata rimossa. Il difetto osseo risultava corretto dalla rigenerazione, dunque è stato possibile piazzare sull’impianto una corona a forma di incisivo.

Rischi e controindicazioni delle procedure di rigenerazione ossea.

Tutte le tecniche che abbiamo descritto hanno dimostrato grande efficacia nel migliorare il volume e la densità ossea. Tuttavia, anche la miglior tecnica chirurgica del mondo non è priva di rischi, i quali possono inficiare il risultato. Vediamone alcuni.

Rischi associati alla tecnica di Masquelet.

Nei pazienti che hanno subito il trattamento di lesioni ossee da proiettile (Levadoux et al.), che sono particolarmente complesse da gestire, il rischio è la mancata fusione dell’osso, che nel caso dei traumi da arma da fuoco può dipendere da:

  • danno alle strutture vascolari (un buon apporto di sangue è fondamentale per la guarigione);
  • perdita dei tessuti molli intorno al difetto osseo;
  • contaminazione della ferita.

Tale complicanza può verificarsi anche nei pazienti con osteomielite trattati con questa tecnica.

Rischi associati alla distrazione osteogenica.

Fortunatamente le complicanze non sono molto frequenti, tuttavia sono possibili:

  • rottura dei fili associati al fissatore esterno;
  • deviazione assiale dei segmenti ossei, che si risolve usando un filo guida che consenta la corretta discesa;
  • infezioni cutanee nel punto in cui i fili emergono, che si possono prevenire usando dell’alcool puro;
  • invaginamento della cute, che dipende dall’aderenza al piano osseo e si risolve chirurgicamente;
  • lesioni da decubito (posizione sdraiata) laddove i fili emergono dalla cute;
  • edema (accumulo di liquido nei tessuti), che si risolve mettendo l’arto in movimento in modo attivo o passivo;
  • allungamento osseo incompleto, che conduce ad ipometria (gli arti omologhi mostrano lunghezza diversa).

Tali rischi possono essere scongiurati attraverso un attento controllo dei pazienti.

Rischi associati alla GBR.

Se la scelta dell’innesto ricade sull’osso autologo, bisogna ricordare che il sito di prelievo può essere interessato da:

  • fratture;
  • infezioni;
  • emorragia (perdita di sangue);
  • dolore cronico.

A tutto ciò si può ovviare scegliendo altri tipi di materiali.

L’impiego di una membrana che separi l’osso e l’innesto dai tessuti molli presenta il rischio di deiscenza, significa che la ferita può riaprirsi. L’esposizione della membrana ha come conseguenza:

  • l’infezione;
  • la perdita dell’innesto;
  • l’insuccesso dell’impianto.

Stando a quanto osservato da Roccuzzo e colleghi (Clinical Oral Implants Research, 2004) l’uso di una griglia in titanio potrebbe essere la soluzione più adatta, perché l’esposizione della griglia non condiziona negativamente la rigenerazione.

Le controindicazioni all’intervento di rigenerazione ossea che preceda il posizionamento dell’impianto dipendono molto dallo stato di salute della persona, dal sito che richiede l’installazione dell’impianto e dalla tecnica che si decide di usare.

Il tabagismo, cioè l’abitudine al fumo, costituisce una controindicazione perché può compromettere il successo dell’impianto. Nel fumo di sigaretta sono contenute una serie di sostanze nocive che rallentano il processo di guarigione, alterando la struttura ossea e dei tessuti molli, la nicotina in particolare.

Supervisore: Vincenzo Angerano
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