Bergamo, 17.11.2010 Humanitas Gavazzeni Biotecnologie A. Rossi U.O.Ortopedia e Traumatologia Resp. Dr. F.Cividini Humanitas Gavazzeni Bergamo
COSA SERVE ALL OSSO PER GUARIRE? Popolazione locale osteoblastica vitale (fattore intrinseco) Scaffold osteoconduttivo Stabilità meccanica Fattori di crescita (GF)
Popolazione cellulare osteoblastica Scaffold osteoconduttivi The Diamond Concept T. Einhorn - P. Giannoudis - D. Marsh Stabilità meccanica Fattori di crescita
3 PRINCIPI : A) OSTEOGENESI (VITALITÀ DEL TESSUTO OSSEO) B) OSTEOINDUZIONE (FORMAZIONE DI TESSUTO OSSEO) C) OSTEOCONDUZIONE (GUIDA CELLULARE)
OSTEOINDUZIONE È la capacità di stimolare la formazione di tessuto osseo al di fuori del sistema scheletrico e può essere mediato da: 1.Elementi cellulari (precursori cellulari dal midollo osseo) 2. Fattori di crescita (stimolano le cellule mesenchimali residenti a differenziarsi nella linea condro ed osteoblastica)
Fattori di crescita TGF-β (1-5) e BMPs (1-16) appartengono alla superfamiglia TGF-β Sono i principali regolatori del feedback osteoblastico
Fattori di crescita Mesenchymal stem cell Osteoprogenitor cell Pre-osteoblast Transitionosteoblast Secreting osteoblast Osteozytic osteoblast Osteocyte IGF-I / IGF-II afgf / bfgf TGF-B1 / TGF-B2 I fattori di crescita hanno un azione combinata, sequenziale e stadio-specifica LIF BMP-2 / BMP-3 PDGF BMP- 7 Osteonectin BDGF Collagen type I Vitamin D sialoprotein Osteocalcin
Fattori di crescita Effetto proliferativo Cellula staminale mesenchimale Effetto differenziativo TGF-ß BMP TGF-ß Cellula osteoprogenitrice BMP TGF-ß IGF PDGF Osteoblasta BMP TGF-ß FGF Mohan S, Baylink DJ. Clin Orthop 263:30-48, 1991
Quale fattore di crescita? - BMP-2 - PRP - BMP-7
Come agisce? Mesenchimal cells BMP-2 Mesenchimal cells DBM Osteoblast BMP-2 Le cellule mesenchimali in presenza di sola BMP-2 (che non è dotata di effetto mitogeno potente) si differenzia ma non si moltiplica Osteoblasts Le cellule mesenchimali in presenza di DBM (BMP + TGF- β e altri GFs) si differenzia e si moltiplica
Quale fattore di crescita? - BMP-2 - PRP - BMP-7
Non esiste nessuno studio controllato randomizzato a favore dei PRP Promuove la mitosi cellulare Non specifico per l osso Attore secondario Nessuna capacità osteoinduttiva Nessuna capacità differenziativa sulle cellule strumali PRP
Quale fattore di crescita? - BMP-2 - PRP - BMP-7
BMP-7 Stimola la neoformazione ossea BMP-7 è l unico fattore di crescita con una riconosciuta capacità di indurre la differenziazione della cellula osteoprogenitrice in senso pre condroblastico e pre osteoblastico
SCAFFOLD OSTEOCONDUTTIVI Bioceramiche Bioceramiche/cementi iniettabili Matrice ossea demineralizzata Innesti ossei (autologo, di banca)
BIOCERAMICHE Devono avere come caratteristiche: - Biocompatibilità (struttura simile all osso, di semplice uso e di costo contenuto) - Bioriassorbibilità - Osteoconduzione Bioceramiche (Idrossiapatite e trifosfato di calcio) Bioceramiche/cementi iniettabili Ceramiche bifasiche
MATRICE OSSEA DEMINERALIZZATA (DBM) Eliminando per degradazione acida dall osso la fase minerale (che rappresenta il 70 % del tessuto osseo) restano: COLLAGENE PROTEINE NON COLLAGENICHE (osteocalcina, osteonectina etc.) FATTORI DI CRESCITA (GF) Osteoconduttivo e osteoinduttivo
INNESTI OSSEI Innesto osseo omologo (osso spongioso - cresta iliaca o tibia prossimale - per piccoli difetti) Innesto osseo di banca Spongioso: integrazione ossea e proliferazione vascolare più rapida, apposizione contemporanea a riassorbimento Corticale: osteointegrazione più lenta ostacolata dalla densa architettura
DIFFERENTI TIPI DI INNESTI
GRAFT IMPROVEMENT 1. SUBSTRATO OSTEOCONDUTTIVO (ALLOGRAFT, XENOGRAFT, SOSTITUTO DI SINTESI) + GROWTH FACTORS (rh-bmp, PRP) or STEM CELLS 2. SUBSTRATO OSTEOCONDUTTIVO- OSTEOINDUTTIVO (DBM)
GRAZIE