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Spanish abstracts
Injury, Int. J. Care Injured (2008) 39S1, S144–S150
www.elsevier.com/locate/injury
Reparación del cartílago1 Perspectivas de la biología del cartílago articular y la osteoartritis Juergen A Mollenhauer Instituto de Ciencias Médicas y Naturales (NMI) de la Universidad de Tübingen, Resumen La bioquímica del cartílago y la biología celular son presentadas en el contexto de la osteoartritis y la regeneración y reparación del cartílago. El artículo apunta a una visión integradora del metabolismo del cartílago y del condrocito, para facilitar la interpretación de los esfuerzos actuales hacia las opciones de tratamiento ortopédico basadas en la citología, para casos de trauma del cartílago y estadios tempranos de degeneración osteoartrítica. Palabras clave: cartílago, matriz extracelular, metabolismo del condrocito, ingeniería tisular, farmacología, osteoartritis
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Traducción al español realizada por Syntax Übersetzungen AG, Zurich, Suiza
0020–1383/$—see front matter © 2008 Published by Elsevier Ltd. doi:10.1016/j.injury.2008.01.028
Diagnóstico por imagen de resonancia magnética en la diagnosis y evaluación de las reparaciones de defectos del cartílago Stefan Marlovits1, 4, 5, Tallal Charles Mamisch2, György Vekszler1, 5, Christoph Resinger1, Siegfried Trattnig3, 4 1 2 3
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Universidad Médica de Viena, Departamento de Traumatología, Viena, Austria Universidad de Berna, Inselspital, Departamento de Cirugía Ortopédica , Berna, Suiza Universidad Médica de Viena, Departamento de Radiología, Centro de Excelencia de RM de Alto Campo, Viena, Austria Cluster de Regeneración Tisular de Viena, Austria Centro de Medicina Deportiva de Viena, Viena, Austria
Resumen El diagnóstico clínico por imagen de resonancia magnética (MRI) es el método de elección para la evaluación no invasiva de los defectos del cartílago articular y el seguimiento de los procedimientos de reparación del cartílago. El uso de secuencias sensibles al cartílago y la técnica de alta resolución espacial hacen posible la evaluación de la morfología del cartílago incluso en los estadios tempranos de la enfermedad, así como la evaluación de la reparación del cartílago. Las secuencias que ofrecen un alto contraste entre el cartílago articular y las estructuras adyacentes, como la secuencia gradiente de eco dañado, tridimensional, con supresión de grasa, y la secuencia de espín eco de adquisición rápida, resultan precisas y fiables para la evaluación de las lesiones intracondrales y los defectos superficiales del cartílago articular. Estas secuencias pueden también realizarse juntas, con una duración razonable de la exploración. Las nuevas técnicas de diagnóstico por
Abstracts imágenes de resonancia magnética, además de sobre la morfología, proporcionan información sobre la composición bioquímica del cartílago articular y del tejido de reparación del cartílago. Estas técnicas hacen posible la diagnosis de la degeneración temprana del cartílago y ayudan a monitorizar los efectos y resultados de las diferentes terapias quirúrgicas y no quirúrgicas de reparación del cartílago. Palabras clave: Cartílago; diagnóstico por imágenes de resonancia magnética; diagnóstico por imágenes del cartílago; defectos del cartílago; reparación del cartílago
Técnicas de estimulación medular Steinwachs MR1, Guggi Th1, Kreuz PC2 1 1
Clínica Schulthess, Depto. de Ortobiología & Reparación del Cartílago, Zúrich, Suiza Hospital Universitario de Friburgo, Depto. de Cirugía Ortopédica y Traumatología, Friburgo, Alemania
S145 es significativamente más pronunciado en pacientes mayores con defectos en la patela / articulación femoral y en la tibia. La inferior calidad del tejido de reparación, el relleno parcialmente incompleto del defecto y la formación de hueso nuevo en el defecto parecen ser las limitaciones de estos métodos. La técnica AMIC® (condrogénesis autológica inducida por matriz) ha sido desarrollada para posibilitar el tratamiento de defectos extensos aplicando una membrana de colágeno tipo III/I (Geistlich Pharma, Wolhusen, Suiza), en particular cuando por razones de costo o por no estar indicados no sea posible utilizar los procedimientos citológicos como el ACT. La técnica AMIC® parece ser particularmente adecuada para tratar el cartílago retropatelar dañado, lo cual es una ventaja, puesto que estos defectos pueden resultar difíciles de tratar con sólo microfractura estándar. Se espera conocer los resultados de los estudios actualmente en marcha para determinar si se pueden alcanzar mejores resultados con esta tecnología a largo plazo. Palabras clave: Cartílago, reparación del cartílago, estimulación medular, microfractura, transplante de condrocitos autólogos, condrogénesis autóloga mediante matrices, AMIC, células troncales, Chondro-Gide, membrana de colágeno
Resumen Debido a la muy baja actividad intrínseca del cartílago humano maduro, no cabe esperar la curación espontánea de los defectos condrales y osteocondrales en el paciente. En el tratamiento de los daños sintomáticos del cartílago, los métodos de estimulación de la médula pertenecen al grupo de los más frecuentemente utilizados, junto con el transplante de condrocitos autólogos (ACT) y la mosaicoplastia. Estos procedimientos artroscópicos son en general sencillos, y los costos del tratamiento de estimulación de la médula, relativamente reducidos. En los últimos años, el método de perforación de Pridie se viene reemplazando cada vez con más frecuencia por la técnica de la microfractura. Esta modificación se basa en los mismos principios biológicos de promover la formación de una nueva superficie con la formación de tejido fibro-cartilaginoso de reparación. Para el tratamiento de pequeños defectos de cartílago (< 2.5 cm²), la microfractura sigue siendo el tratamiento de primera elección. Los resultados clínicos tras la microfractura en rodilla dependen de la edad del paciente. Los pacientes jóvenes y activos (< 40 años) con pequeñas lesiones traumáticas aisladas en los cóndilos femorales muestran los mejores resultados a largo plazo. El deterioro de los resultados clínicos comienza después de 18 meses y
El injerto osteocondral autógeno: técnica y resultados a largo plazo László Hangody1, Gábor Vásárhelyi1, László Rudolf Hangody2, Zita Sükösd2, György Tibay3, Lajos Bartha4, Gábor Bodó5 1 2 3 4 5
Hospital Uzsoki, Departamento de Ortopedia y Traumatología; Budapest, Hungría Universidad Semmelweis , Facultad General de Medicina, Budapest, Hungría Hospital Károlyi, Departmento de Traumatología, Budapest, Hungría Universidad Semmelweis, Departamento de Ortopedia, Budapest, Hungría Universidad Szent István, Facultad de Medicina Veterinaria, Budapest, Hungría
Resumen Antecedentes: El tratamiento eficaz de los defectos condrales y osteocondrales en superficies articulares con solicitaciones de carga es un reto diario de la medicina musculoesquelética. El transplante osteo-
Abstracts
S146
condral autógeno representa una posible solución para la creación de tejido hialino o pseudohialino de reparación en el área afectada que tenga un origen patológico no inflamatorio. Este artículo trata de los antecedentes experimentales y de los más de 15 años de experiencia clínica con mosaicoplastia osteocondral autógena. Métodos: se evaluaron varias series de estudios en animales y la práctica clínica de más de 1.000 pacientes con mosaicoplastia, para confirmar la supervivencia del cartílago hialino transplantado y del relleno de fibrocartílago de áreas donantes situadas en superficies sometidas a relativamente poca carga, así como las alteraciones y morbilidad de las áreas donantes. El artículo resume las evaluaciones histológicas de implantes en caballos y perros, así como varias series de evaluaciones clínicas en material humano. Se utilizaron los resultados clínicos, diferentes técnicas de diagnóstico por imágenes, segundas visiones artroscópicas, exámenes histológicos de muestras de biopsias, y mediciones de la rigidez del cartílago, para evaluar los resultados clínicos y la calidad del cartílago transplantado. Resultados: el análisis de los datos clínicos mostró resultados entre buenos y excelentes en el 92% de los pacientes con implantes femorales condilares, en el 87% de las reconstrucciones superficiales tibiales, en el 74% de mosaicoplastias patelares y/o trocleares y en el 93% de procedimientos talares. Las patologías en las áreas donantes a largo plazo medidas por el método Bandi fueron menores y estaban presentes sólo en el 3% de los pacientes. 81 de las 98 artroscopias de control presentaban superficies congruentes con un buen deslizamiento, y evidenciaron histológicamente la supervivencia del cartílago hialino transplantado, así como la cobertura fibrocartilaginosa de las áreas donantes. Las complicaciones en el grupo de pacientes fueron cuatro infecciones agudas y cuatro trombosis venosas profundas. En casi un 8% de los casos se observó una excesiva hemorragia intraarticular en el período inmediatamente postoperatorio, como complicación menor del procedimiento. La evaluación multicéntrica, comparativa y prospectiva de 413 reconstrucciones artroscópicas de la superficie (casos de mosaicoplastia, perforación de Pridie, artroplastia por abrasión y microfracturas, en grupos homogeneizados) demostró que la mosaicoplastia produjo mejores resultados clínicos en el seguimiento a largo plazo comparada con las otras tres técnicas. La durabilidad de los resultados tempranos se confirmó en las evaluaciones a largo plazo tanto
de los implantes condilares femorales como de las mosaicoplastias talares. Conclusiones: de acuerdo con nuestros esperanzadores resultados con estas series paulatinamente crecientes, que se confirman con resultados similares de otros centros, parece que la mosaicoplastia autógena osteocondral puede ser una alternativa para el tratamiento de defectos pequeños y medios condrales y osteocondrales focalizados en superficies sometidas a carga de la rodilla y de otras articulaciones sinoviales también sometidas a carga. Palabras clave: defecto condral de todo el espesor, transferencia osteocondral, mosaicoplastia, implante autógeno osteocondral
Implante de condrocitos autólogos: técnica y seguimiento a largo plazo Mats Brittberg Unidad de Investigación del Cartílago, Universidad de Gotenburgo, Hospital Kungsbacka, Kungsbacka, Suecia Resumen El cartílago tiene una capacidad limitada de autocuración tras un daño del mismo. Esta carencia biológica ha llevado a una serie de intentos quirúrgicos para mejorar la reparación de las superficies traumáticas de cartílago articular en los últimos 50 años. El primer ejemplo de ingeniería clínica tisular de cartílago se llevó a cabo en 1987, cuando se trató una rodilla con defecto del cartílago articular en el cóndilo femoral con un implante de condrocitos autólogos – que habían sido expandidos in vitro- en el defecto, en combinación con una membrana mecánica de cobertura, el periostio. Esta tecnología puede ser el transplante de condrocitos autólogos clasificados (ACT) o el implante de condrocitos autólogos (ACI). Hoy en día existen muchas versiones modificadas de esta técnica, desde la primera generación hasta las actuales segunda y tercera generaciones de implante de condrocitos. El artículo describe las técnicas básicas para el uso clínico del implante de condrocitos, y proporciona una actualización de los resultados clínicos. Palabras clave: condrocitos autólogos, reparación del cartílago.
Abstracts
S147
Defectos del cartílago articular en la rodilla: conceptos básicos, terapias y resultados
La utilización de células troncales mesenquimales para la condrogénesis
Jürgen Fritz1, Pia Janssen1, Christoph Gaissmaier2, Bernhard Schewe2, Kuno Weise2
División de Ortopedia Experimental, Hospital Universitario de Ortopedia de Heidelberg, Alemania
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Winghofer Medicum, Rottenburg a. N., Alemania Hospital de Compensación para Trabajadores, Departamento de Traumatología y Cirugía Ortopédica, Universidad de Tübingen, Alemania
Resumen Los defectos en todo el espesor del cartílago articular en la articulación de la rodilla poseen menores propiedades regenerativas que las lesiones condrales del tobillo. Con el fin de evitar osteoartritis tempranas, los defectos sintomáticos del cartílago articular en pacientes jóvenes deben someterse a la reconstrucción biológica en el plazo más corto posible. Existen una serie de procedimientos quirúrgicos para reconstruir la superficie de la línea articular. Numerosos experimentos con animales y estudios clínicos han puesto de manifiesto que los resultados de la reconstrucción biológica temprana de defectos focalizados del cartílago de la rodilla son superiores a los del tratamiento quirúrgico conservador o diferido. Esta superioridad no sólo se refiere a la curación del defecto, sino también a la eliminación de cambios subsiguientes a la osteoartritis secundaria. Los distintos procedimientos quirúrgicos pueden ser diferenciados por el rango de indicaciones y el resultado final. La incorrecta alineación adicional, los meniscos con lágrima y/o las inestabilidades de los ligamentos deben ser tratadas simultáneamente con la reconstrucción superficial del cartílago. Los resultados a medio y largo plazo de las diferentes técnicas actuales son prometedores, pero todavía son necesarias otras modificaciones y mejoras. Palabras clave: Defecto del cartílago, articulación de la rodilla, reconstrucción biológica de la superficie
Karoliina Pelttari, Eric Steck, Wiltrud Richter
Resumen: La aplicación de condrocitos autólogos en los procedimientos de reparación del cartílago se asocia a varios inconvenientes, incluyendo éstos los daños del cartílago sano en la cirugía previa, que frecuentemente produce la formación de fibrocartílago inferior en las áreas del defecto. En cuanto a la mejora de la calidad de la regeneración, se considera a las células troncales mesenquimales maduras (MSC) como una prometedora alternativa. El gran reto a la hora de decidir la utilización de las MSC para las reparaciones del cartílago articular, es poder generar células con las propiedades de condrocitos estables, que sean resistentes a la hipertrofia y a la diferenciación terminal, tal y como se dan en el cartílago hialino articular. Los protocolos comunes in vitro para la diferenciación condrogénica de las MSC inducen con éxito a la expresión de múltiples moléculas específicas de cartílago, como el colágeno tipo II y el aggrecan, y producen un fenotipo similar al fibrocartílago. Sin embargo, los protocolos comunes para la condrogénesis in vitro de MSC promueven la inducción de propiedades similares a las del fibrocartílago, como la expresión de colágeno tipo I, o la hipertrofia, como se demuestra con la sobreregulación del colágeno tipo X, MMP13 y la actividad ALP. Como consecuencia, los pellets de MSC diferenciadas pasan por un proceso de mineralización y vascularización tras el transplante ectópico, en un proceso similar a la osificación endocondral. Este artículo trata de la complejidad y las dificultades que implica la utilización de MSC de varios orígenes para su aplicación clínica y de la necesidad de optimizar la condrogénesis, conteniendo la hipertrofia, para obtener células funcionales y adecuadas para la reparación del cartílago. Palabras clave: células troncales mesenquimales, cartílago hialino de condrogénesis, reparación, formación de hueso endocondral, transplante de condrocitos autólogos, hipertrofia, defectos osteocondrales, médula ósea, tejido adiposo
Abstracts
S148
Ingeniería tisular de construcciones osteocondrales in vitro usando bioreactores
Biomateriales inteligentes para la ingeniería tisular del cartílago
Carl Haasper, Johannes Zeichen, Roland Meister, Christian Krettek and Michael Jagodzinski
NMI, Instituto de Ciencias Naturales y Médicas de la Universidad de Tübingen, Reutlingen, Alemania TNO Calidad de vida, Biociencias, Leiden, the Netherlands
Departamento de Traumatología, Escuela Médica de Hanover (MHH), Hanover, Alemania Resumen El cartílago articular es un tejido relativamente simple, pero tiene una limitada capacidad de reparación. La ingeniería tisular es un prometedor campo que busca completar la generación in vitro de tejidos tridimensionales complejos y funcionales. Se han testado diferentes tipos de células y andamios para este fin. Sin embargo, todavía los resultados con cartílago de ingeniería tisular y ósea son inferiores a los conseguidos con tejido nativo. Se ha demostrado que el esfuerzo y la perfusión estimulan la proliferación de las células y la diferenciación de diferentes fenotipos celulares. Todavía no se ha definido el protocolo perfecto para la producción de cartílago articular. Los bioreactores podrían proporcionar el entorno para desarrollar la ingeniería de construcciones osteocondrales in vitro y producir un protocolo de tensiones. El bioreactor debería proporcionar un enfoque económicamente viable para la fabricación automatizada de implantes funcionales bajo aspectos clínicos. Los tejidos de ingeniería de composites, como las articulaciones realizadas con ingeniería, representan una meta futura. Se necesita un enfoque multidisciplinar si se quiere tener éxito en el desarrollo de la ingeniería de los implantes osteocondrales que proporcionen una adecuada estabilidad biomecánica primaria y se incorporen rápidamente in vivo con un aspecto histológico cercano al tejido osteocondral sano. Este artículo repasa los conceptos clínicos y experimentales actuales y analiza los retos y las expectativas futuras en este campo lleno de avances de la medicina regenerativa, concentrándose en las construcciones osteocondrales humanas en bioreactores. Palabras clave: Estimulación mecánica, perfusión, cartílago articular, condrocitos, osteocitos, células medulares óseas estromales
Reinout Stoop
Resumen La regeneración biológica utilizando la ingeniería tisular del cartílago, en la cual se cultivan las células en andamios de biomaterial y luego se implantan en los defectos del cartílago, podría proporcionar nuevas opciones de tratamiento para los defectos del cartílago articular. Este artículo pretende dar una visión general de la amplia serie de biomateriales que actualmente se están desarrollando como andamios para la ingeniería tisular del cartílago. Se pone el énfasis en los actuales desarrollos de aquellos materiales que son capaces de dirigir la diferenciación y el metabolismo de las células. Estos biomateriales, llamados “inteligentes”, se producen modificando las propiedades físicas de los andamios que usan secuencias de péptidos, y de forma más importante, desarrollando materiales que pueden producir proteínas para mejorar la regeneración tisular. Además de proporcionar sistemas de administración de medicamentos, estos materiales responden a los estímulos del entorno, o van soltando su carga de acuerdo con la demanda celular. Sin embargo, todavía quedan temas críticos por resolver, como son la transferibilidad de las informaciones científicas básicas hasta llegar a los productos clínicos, y la aplicabilidad de ciertos grupos de datos a los pacientes humanos. Palabras clave: Biomateriales, ingeniería tisular, administración de medicamentos, condrocitos
Abstracts
S149
Los factores de crecimiento y diferenciación para la curación y reparación del cartílago
Conceptos en la terapia genética para la reparación del cartílago
Christoph Gaissmaier1, Jason L. Koh2, Kuno Weise1
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Centro de Traumatología BG, Universidad Eberhard Karls, Tübingen, Alemania Departamento de Cirugía Ortopédica, Escuela de Medicina Feinberg, Universidad Northwestern, Chicago, IL, EEUU.
Resumen La diferenciación de los condrocitos y el mantenimiento de la función requiere un control por medio de factores humorales tanto transitoriamente como a largo plazo, especialmente bajo estrés, en reparaciones o regeneración in vivo o in vitro, y en cultivos celulares y tisulares. Hasta la fecha, se sabe que los factores humorales de los principales tipos de moléculas contribuyen en este sentido: iones (calcio), esteroides (estrógenos), terpenoides (ácido retinoico), péptidos (PTHRP, PTH, insulina, FGFs) y proteínas complejas (IGF-1, BMPs). Pueden actuar indirectamente a través de receptores de membrana y vías de señales o directamente sobre los elementos de control transcripcional. Estas moléculas pueden llegar a los condrocitos por medio de la difusión libre o pueden asociarse a colágenos o a proteoglicanos en superestructuras de matriz extracelulares, estando disponibles durante el proceso del metabolismo de los colágenos y/o proteoglicanos. Dependiendo de su posición en la cascada metabólica, controlando el desarrollo de los condrocitos y la hemostasis, pueden ser utilizados en la ingeniería tisular y en los procesos de regeneración con el objetivo de la reparación del cartílago, por medio de la aplicación directa, la liberación con ayuda de portadores o la entrega genética. Palabras clave: cartílago, hormonas tisulares, metabolismo de los condrocitos, ingeniería tisular, diferenciación
Andre F. Steinert1, Ulrich Nöth1, Rocky S. Tuan2
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Centro Ortopédico para la Investigación Musculoesquelética, König-Ludwig-Haus, Universidad Julius Maximilians, Würzburg, Alemania División de Biología y Ortopedia del Cartílago, Instituto Nacional de la Artritis y las Enfermedades Musculoesqueléticas y de la Piel Bethesda, MD, EEUU.
Resumen Cuando el cartílago articular está dañado, posee una muy limitada capacidad de autoreparación. Aunque los actuales procedimientos terapéuticos quirúrgicos para la reparación del cartílago son útiles desde el punto de vista clínico, los mismos no pueden restaurar una superficie articular normal. Las actuales investigaciones ofrecen un creciente número de reactivos bioactivos, como las proteínas y los ácidos nucleicos, que pueden usarse para mejorar diferentes aspectos del proceso de reparación. Estos agentes son difíciles de administrar con efectividad, por lo que se están desarrollando otros enfoques de transferencia genética para garantizar la presencia constante de su síntesis en las áreas de reparación. Para aumentar la regeneración del cartílago articular se pueden administrar genes terapéuticos a la sinovia o directamente a la lesión del cartílago. La administración de genes a las células de la funda sinovial se considera generalmente como más apropiada en los enfoques que buscan la protección de los condrocitos, basándose en la expresión de mediadores antiinflamatorios. La transferencia de genes a los defectos del cartílago puede conseguirse ya sea directamente por administración vectorial a las células localizadas en los propios defectos o en sus inmediaciones, o bien por medio del transplante de células condrogénicas modificadas genéticamente hasta el defecto. Diferentes estudios han puesto de manifiesto que los factores exógenos de crecimiento de codificación cDNAs pueden llevarse localmente a las áreas dañadas del cartílago, donde son expresados a niveles terapéuticamente relevantes. Por otra parte, comienzan a emerger datos que indican que la administración y expresión eficiente de estos genes es capaz de influenciar la respuesta de reparación favoreciendo la síntesis de un tejido de reparación de cartílago más hialino in vivo. Este artículo presenta el estadio actual de la terapia genética para
S150
la curación del cartílago, y subraya algunos de los retos que todavía quedan por resolver. Palabras clave: cartílago articular, terapia genética, condrocitos, células troncales mesenquimales, factores del crecimiento
Perspectivas futuras de la reparación del cartílago articular Christoph Gaissmaier1, Jason L. Koh2, Kuno Weise1, Juergen A. Mollenhauer3-5 1 2
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Centro de traumatología BG, Universidad Eberhard Karls, Tübingen, Alemania Departamento de Cirugía Ortopédica, Escuela de Medicina Feinberg, Universidad Northwestern, Chicago, IL EEUU. Instituto de Ciencias Médicas y Naturales (NMI) de la Universidad de Tübingen; Alemania Facultad de Medicina de la Universidad de Jena, Alemania Departamento de Bioquímica, Centro Médico de la Universidad Rush, Chicago, IL, EEUU
Resumen Haciendo una extrapolación entre el estado actual del conocimiento en la tecnología de la reparación del cartílago y la ciencia básica, en este artículo describimos el futuro de la medicina regenerativa en el sistema musculoesquelético. Algunos de los hitos cruciales conocidos son la utilización de células competentes de fuentes autólogas o xenogénicas, el diseño de andamios “inteligentes” o “reactivos”, la aplicación optimizada de factores humorales y la introducción de tecnologías avanzadas de ingeniería genética. Además de estos objetivos técnicos, otras consideraciones éticas y legales pueden cambiar significativamente la forma en que se integran y regulan los componentes farmacológicos y médicos. Al mismo tiempo, las instituciones reguladoras gubernamentales tendrán que aceptar las nuevas realidades, como son la existencia de dispositivos médicos adaptativos y de implantes de combinación biológica que están entre lo que es un medicamento y un órgano transplantado. Para la sustitución del cartílago propiamente dicho, parece justificado el optimismo en lo que concierne a avances significativos en la próxima década. Palabras clave: cartílago, condrocitos, ingeniería tisular, medicina regenerativa, normativa legal
Abstracts
www.elsevier.com/locate/injury
Reparación del cartílago1 Perspectivas de la biología del cartílago articular y la osteoartritis Juergen A Mollenhauer Instituto de Ciencias Médicas y Naturales (NMI) de la Universidad de Tübingen, Resumen La bioquímica del cartílago y la biología celular son presentadas en el contexto de la osteoartritis y la regeneración y reparación del cartílago. El artículo apunta a una visión integradora del metabolismo del cartílago y del condrocito, para facilitar la interpretación de los esfuerzos actuales hacia las opciones de tratamiento ortopédico basadas en la citología, para casos de trauma del cartílago y estadios tempranos de degeneración osteoartrítica. Palabras clave: cartílago, matriz extracelular, metabolismo del condrocito, ingeniería tisular, farmacología, osteoartritis
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Traducción al español realizada por Syntax Übersetzungen AG, Zurich, Suiza
0020–1383/$—see front matter © 2008 Published by Elsevier Ltd. doi:10.1016/j.injury.2008.01.028
Diagnóstico por imagen de resonancia magnética en la diagnosis y evaluación de las reparaciones de defectos del cartílago Stefan Marlovits1, 4, 5, Tallal Charles Mamisch2, György Vekszler1, 5, Christoph Resinger1, Siegfried Trattnig3, 4 1 2 3
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Universidad Médica de Viena, Departamento de Traumatología, Viena, Austria Universidad de Berna, Inselspital, Departamento de Cirugía Ortopédica , Berna, Suiza Universidad Médica de Viena, Departamento de Radiología, Centro de Excelencia de RM de Alto Campo, Viena, Austria Cluster de Regeneración Tisular de Viena, Austria Centro de Medicina Deportiva de Viena, Viena, Austria
Resumen El diagnóstico clínico por imagen de resonancia magnética (MRI) es el método de elección para la evaluación no invasiva de los defectos del cartílago articular y el seguimiento de los procedimientos de reparación del cartílago. El uso de secuencias sensibles al cartílago y la técnica de alta resolución espacial hacen posible la evaluación de la morfología del cartílago incluso en los estadios tempranos de la enfermedad, así como la evaluación de la reparación del cartílago. Las secuencias que ofrecen un alto contraste entre el cartílago articular y las estructuras adyacentes, como la secuencia gradiente de eco dañado, tridimensional, con supresión de grasa, y la secuencia de espín eco de adquisición rápida, resultan precisas y fiables para la evaluación de las lesiones intracondrales y los defectos superficiales del cartílago articular. Estas secuencias pueden también realizarse juntas, con una duración razonable de la exploración. Las nuevas técnicas de diagnóstico por
Abstracts imágenes de resonancia magnética, además de sobre la morfología, proporcionan información sobre la composición bioquímica del cartílago articular y del tejido de reparación del cartílago. Estas técnicas hacen posible la diagnosis de la degeneración temprana del cartílago y ayudan a monitorizar los efectos y resultados de las diferentes terapias quirúrgicas y no quirúrgicas de reparación del cartílago. Palabras clave: Cartílago; diagnóstico por imágenes de resonancia magnética; diagnóstico por imágenes del cartílago; defectos del cartílago; reparación del cartílago
Técnicas de estimulación medular Steinwachs MR1, Guggi Th1, Kreuz PC2 1 1
Clínica Schulthess, Depto. de Ortobiología & Reparación del Cartílago, Zúrich, Suiza Hospital Universitario de Friburgo, Depto. de Cirugía Ortopédica y Traumatología, Friburgo, Alemania
S145 es significativamente más pronunciado en pacientes mayores con defectos en la patela / articulación femoral y en la tibia. La inferior calidad del tejido de reparación, el relleno parcialmente incompleto del defecto y la formación de hueso nuevo en el defecto parecen ser las limitaciones de estos métodos. La técnica AMIC® (condrogénesis autológica inducida por matriz) ha sido desarrollada para posibilitar el tratamiento de defectos extensos aplicando una membrana de colágeno tipo III/I (Geistlich Pharma, Wolhusen, Suiza), en particular cuando por razones de costo o por no estar indicados no sea posible utilizar los procedimientos citológicos como el ACT. La técnica AMIC® parece ser particularmente adecuada para tratar el cartílago retropatelar dañado, lo cual es una ventaja, puesto que estos defectos pueden resultar difíciles de tratar con sólo microfractura estándar. Se espera conocer los resultados de los estudios actualmente en marcha para determinar si se pueden alcanzar mejores resultados con esta tecnología a largo plazo. Palabras clave: Cartílago, reparación del cartílago, estimulación medular, microfractura, transplante de condrocitos autólogos, condrogénesis autóloga mediante matrices, AMIC, células troncales, Chondro-Gide, membrana de colágeno
Resumen Debido a la muy baja actividad intrínseca del cartílago humano maduro, no cabe esperar la curación espontánea de los defectos condrales y osteocondrales en el paciente. En el tratamiento de los daños sintomáticos del cartílago, los métodos de estimulación de la médula pertenecen al grupo de los más frecuentemente utilizados, junto con el transplante de condrocitos autólogos (ACT) y la mosaicoplastia. Estos procedimientos artroscópicos son en general sencillos, y los costos del tratamiento de estimulación de la médula, relativamente reducidos. En los últimos años, el método de perforación de Pridie se viene reemplazando cada vez con más frecuencia por la técnica de la microfractura. Esta modificación se basa en los mismos principios biológicos de promover la formación de una nueva superficie con la formación de tejido fibro-cartilaginoso de reparación. Para el tratamiento de pequeños defectos de cartílago (< 2.5 cm²), la microfractura sigue siendo el tratamiento de primera elección. Los resultados clínicos tras la microfractura en rodilla dependen de la edad del paciente. Los pacientes jóvenes y activos (< 40 años) con pequeñas lesiones traumáticas aisladas en los cóndilos femorales muestran los mejores resultados a largo plazo. El deterioro de los resultados clínicos comienza después de 18 meses y
El injerto osteocondral autógeno: técnica y resultados a largo plazo László Hangody1, Gábor Vásárhelyi1, László Rudolf Hangody2, Zita Sükösd2, György Tibay3, Lajos Bartha4, Gábor Bodó5 1 2 3 4 5
Hospital Uzsoki, Departamento de Ortopedia y Traumatología; Budapest, Hungría Universidad Semmelweis , Facultad General de Medicina, Budapest, Hungría Hospital Károlyi, Departmento de Traumatología, Budapest, Hungría Universidad Semmelweis, Departamento de Ortopedia, Budapest, Hungría Universidad Szent István, Facultad de Medicina Veterinaria, Budapest, Hungría
Resumen Antecedentes: El tratamiento eficaz de los defectos condrales y osteocondrales en superficies articulares con solicitaciones de carga es un reto diario de la medicina musculoesquelética. El transplante osteo-
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condral autógeno representa una posible solución para la creación de tejido hialino o pseudohialino de reparación en el área afectada que tenga un origen patológico no inflamatorio. Este artículo trata de los antecedentes experimentales y de los más de 15 años de experiencia clínica con mosaicoplastia osteocondral autógena. Métodos: se evaluaron varias series de estudios en animales y la práctica clínica de más de 1.000 pacientes con mosaicoplastia, para confirmar la supervivencia del cartílago hialino transplantado y del relleno de fibrocartílago de áreas donantes situadas en superficies sometidas a relativamente poca carga, así como las alteraciones y morbilidad de las áreas donantes. El artículo resume las evaluaciones histológicas de implantes en caballos y perros, así como varias series de evaluaciones clínicas en material humano. Se utilizaron los resultados clínicos, diferentes técnicas de diagnóstico por imágenes, segundas visiones artroscópicas, exámenes histológicos de muestras de biopsias, y mediciones de la rigidez del cartílago, para evaluar los resultados clínicos y la calidad del cartílago transplantado. Resultados: el análisis de los datos clínicos mostró resultados entre buenos y excelentes en el 92% de los pacientes con implantes femorales condilares, en el 87% de las reconstrucciones superficiales tibiales, en el 74% de mosaicoplastias patelares y/o trocleares y en el 93% de procedimientos talares. Las patologías en las áreas donantes a largo plazo medidas por el método Bandi fueron menores y estaban presentes sólo en el 3% de los pacientes. 81 de las 98 artroscopias de control presentaban superficies congruentes con un buen deslizamiento, y evidenciaron histológicamente la supervivencia del cartílago hialino transplantado, así como la cobertura fibrocartilaginosa de las áreas donantes. Las complicaciones en el grupo de pacientes fueron cuatro infecciones agudas y cuatro trombosis venosas profundas. En casi un 8% de los casos se observó una excesiva hemorragia intraarticular en el período inmediatamente postoperatorio, como complicación menor del procedimiento. La evaluación multicéntrica, comparativa y prospectiva de 413 reconstrucciones artroscópicas de la superficie (casos de mosaicoplastia, perforación de Pridie, artroplastia por abrasión y microfracturas, en grupos homogeneizados) demostró que la mosaicoplastia produjo mejores resultados clínicos en el seguimiento a largo plazo comparada con las otras tres técnicas. La durabilidad de los resultados tempranos se confirmó en las evaluaciones a largo plazo tanto
de los implantes condilares femorales como de las mosaicoplastias talares. Conclusiones: de acuerdo con nuestros esperanzadores resultados con estas series paulatinamente crecientes, que se confirman con resultados similares de otros centros, parece que la mosaicoplastia autógena osteocondral puede ser una alternativa para el tratamiento de defectos pequeños y medios condrales y osteocondrales focalizados en superficies sometidas a carga de la rodilla y de otras articulaciones sinoviales también sometidas a carga. Palabras clave: defecto condral de todo el espesor, transferencia osteocondral, mosaicoplastia, implante autógeno osteocondral
Implante de condrocitos autólogos: técnica y seguimiento a largo plazo Mats Brittberg Unidad de Investigación del Cartílago, Universidad de Gotenburgo, Hospital Kungsbacka, Kungsbacka, Suecia Resumen El cartílago tiene una capacidad limitada de autocuración tras un daño del mismo. Esta carencia biológica ha llevado a una serie de intentos quirúrgicos para mejorar la reparación de las superficies traumáticas de cartílago articular en los últimos 50 años. El primer ejemplo de ingeniería clínica tisular de cartílago se llevó a cabo en 1987, cuando se trató una rodilla con defecto del cartílago articular en el cóndilo femoral con un implante de condrocitos autólogos – que habían sido expandidos in vitro- en el defecto, en combinación con una membrana mecánica de cobertura, el periostio. Esta tecnología puede ser el transplante de condrocitos autólogos clasificados (ACT) o el implante de condrocitos autólogos (ACI). Hoy en día existen muchas versiones modificadas de esta técnica, desde la primera generación hasta las actuales segunda y tercera generaciones de implante de condrocitos. El artículo describe las técnicas básicas para el uso clínico del implante de condrocitos, y proporciona una actualización de los resultados clínicos. Palabras clave: condrocitos autólogos, reparación del cartílago.
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Defectos del cartílago articular en la rodilla: conceptos básicos, terapias y resultados
La utilización de células troncales mesenquimales para la condrogénesis
Jürgen Fritz1, Pia Janssen1, Christoph Gaissmaier2, Bernhard Schewe2, Kuno Weise2
División de Ortopedia Experimental, Hospital Universitario de Ortopedia de Heidelberg, Alemania
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Winghofer Medicum, Rottenburg a. N., Alemania Hospital de Compensación para Trabajadores, Departamento de Traumatología y Cirugía Ortopédica, Universidad de Tübingen, Alemania
Resumen Los defectos en todo el espesor del cartílago articular en la articulación de la rodilla poseen menores propiedades regenerativas que las lesiones condrales del tobillo. Con el fin de evitar osteoartritis tempranas, los defectos sintomáticos del cartílago articular en pacientes jóvenes deben someterse a la reconstrucción biológica en el plazo más corto posible. Existen una serie de procedimientos quirúrgicos para reconstruir la superficie de la línea articular. Numerosos experimentos con animales y estudios clínicos han puesto de manifiesto que los resultados de la reconstrucción biológica temprana de defectos focalizados del cartílago de la rodilla son superiores a los del tratamiento quirúrgico conservador o diferido. Esta superioridad no sólo se refiere a la curación del defecto, sino también a la eliminación de cambios subsiguientes a la osteoartritis secundaria. Los distintos procedimientos quirúrgicos pueden ser diferenciados por el rango de indicaciones y el resultado final. La incorrecta alineación adicional, los meniscos con lágrima y/o las inestabilidades de los ligamentos deben ser tratadas simultáneamente con la reconstrucción superficial del cartílago. Los resultados a medio y largo plazo de las diferentes técnicas actuales son prometedores, pero todavía son necesarias otras modificaciones y mejoras. Palabras clave: Defecto del cartílago, articulación de la rodilla, reconstrucción biológica de la superficie
Karoliina Pelttari, Eric Steck, Wiltrud Richter
Resumen: La aplicación de condrocitos autólogos en los procedimientos de reparación del cartílago se asocia a varios inconvenientes, incluyendo éstos los daños del cartílago sano en la cirugía previa, que frecuentemente produce la formación de fibrocartílago inferior en las áreas del defecto. En cuanto a la mejora de la calidad de la regeneración, se considera a las células troncales mesenquimales maduras (MSC) como una prometedora alternativa. El gran reto a la hora de decidir la utilización de las MSC para las reparaciones del cartílago articular, es poder generar células con las propiedades de condrocitos estables, que sean resistentes a la hipertrofia y a la diferenciación terminal, tal y como se dan en el cartílago hialino articular. Los protocolos comunes in vitro para la diferenciación condrogénica de las MSC inducen con éxito a la expresión de múltiples moléculas específicas de cartílago, como el colágeno tipo II y el aggrecan, y producen un fenotipo similar al fibrocartílago. Sin embargo, los protocolos comunes para la condrogénesis in vitro de MSC promueven la inducción de propiedades similares a las del fibrocartílago, como la expresión de colágeno tipo I, o la hipertrofia, como se demuestra con la sobreregulación del colágeno tipo X, MMP13 y la actividad ALP. Como consecuencia, los pellets de MSC diferenciadas pasan por un proceso de mineralización y vascularización tras el transplante ectópico, en un proceso similar a la osificación endocondral. Este artículo trata de la complejidad y las dificultades que implica la utilización de MSC de varios orígenes para su aplicación clínica y de la necesidad de optimizar la condrogénesis, conteniendo la hipertrofia, para obtener células funcionales y adecuadas para la reparación del cartílago. Palabras clave: células troncales mesenquimales, cartílago hialino de condrogénesis, reparación, formación de hueso endocondral, transplante de condrocitos autólogos, hipertrofia, defectos osteocondrales, médula ósea, tejido adiposo
Abstracts
S148
Ingeniería tisular de construcciones osteocondrales in vitro usando bioreactores
Biomateriales inteligentes para la ingeniería tisular del cartílago
Carl Haasper, Johannes Zeichen, Roland Meister, Christian Krettek and Michael Jagodzinski
NMI, Instituto de Ciencias Naturales y Médicas de la Universidad de Tübingen, Reutlingen, Alemania TNO Calidad de vida, Biociencias, Leiden, the Netherlands
Departamento de Traumatología, Escuela Médica de Hanover (MHH), Hanover, Alemania Resumen El cartílago articular es un tejido relativamente simple, pero tiene una limitada capacidad de reparación. La ingeniería tisular es un prometedor campo que busca completar la generación in vitro de tejidos tridimensionales complejos y funcionales. Se han testado diferentes tipos de células y andamios para este fin. Sin embargo, todavía los resultados con cartílago de ingeniería tisular y ósea son inferiores a los conseguidos con tejido nativo. Se ha demostrado que el esfuerzo y la perfusión estimulan la proliferación de las células y la diferenciación de diferentes fenotipos celulares. Todavía no se ha definido el protocolo perfecto para la producción de cartílago articular. Los bioreactores podrían proporcionar el entorno para desarrollar la ingeniería de construcciones osteocondrales in vitro y producir un protocolo de tensiones. El bioreactor debería proporcionar un enfoque económicamente viable para la fabricación automatizada de implantes funcionales bajo aspectos clínicos. Los tejidos de ingeniería de composites, como las articulaciones realizadas con ingeniería, representan una meta futura. Se necesita un enfoque multidisciplinar si se quiere tener éxito en el desarrollo de la ingeniería de los implantes osteocondrales que proporcionen una adecuada estabilidad biomecánica primaria y se incorporen rápidamente in vivo con un aspecto histológico cercano al tejido osteocondral sano. Este artículo repasa los conceptos clínicos y experimentales actuales y analiza los retos y las expectativas futuras en este campo lleno de avances de la medicina regenerativa, concentrándose en las construcciones osteocondrales humanas en bioreactores. Palabras clave: Estimulación mecánica, perfusión, cartílago articular, condrocitos, osteocitos, células medulares óseas estromales
Reinout Stoop
Resumen La regeneración biológica utilizando la ingeniería tisular del cartílago, en la cual se cultivan las células en andamios de biomaterial y luego se implantan en los defectos del cartílago, podría proporcionar nuevas opciones de tratamiento para los defectos del cartílago articular. Este artículo pretende dar una visión general de la amplia serie de biomateriales que actualmente se están desarrollando como andamios para la ingeniería tisular del cartílago. Se pone el énfasis en los actuales desarrollos de aquellos materiales que son capaces de dirigir la diferenciación y el metabolismo de las células. Estos biomateriales, llamados “inteligentes”, se producen modificando las propiedades físicas de los andamios que usan secuencias de péptidos, y de forma más importante, desarrollando materiales que pueden producir proteínas para mejorar la regeneración tisular. Además de proporcionar sistemas de administración de medicamentos, estos materiales responden a los estímulos del entorno, o van soltando su carga de acuerdo con la demanda celular. Sin embargo, todavía quedan temas críticos por resolver, como son la transferibilidad de las informaciones científicas básicas hasta llegar a los productos clínicos, y la aplicabilidad de ciertos grupos de datos a los pacientes humanos. Palabras clave: Biomateriales, ingeniería tisular, administración de medicamentos, condrocitos
Abstracts
S149
Los factores de crecimiento y diferenciación para la curación y reparación del cartílago
Conceptos en la terapia genética para la reparación del cartílago
Christoph Gaissmaier1, Jason L. Koh2, Kuno Weise1
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Centro de Traumatología BG, Universidad Eberhard Karls, Tübingen, Alemania Departamento de Cirugía Ortopédica, Escuela de Medicina Feinberg, Universidad Northwestern, Chicago, IL, EEUU.
Resumen La diferenciación de los condrocitos y el mantenimiento de la función requiere un control por medio de factores humorales tanto transitoriamente como a largo plazo, especialmente bajo estrés, en reparaciones o regeneración in vivo o in vitro, y en cultivos celulares y tisulares. Hasta la fecha, se sabe que los factores humorales de los principales tipos de moléculas contribuyen en este sentido: iones (calcio), esteroides (estrógenos), terpenoides (ácido retinoico), péptidos (PTHRP, PTH, insulina, FGFs) y proteínas complejas (IGF-1, BMPs). Pueden actuar indirectamente a través de receptores de membrana y vías de señales o directamente sobre los elementos de control transcripcional. Estas moléculas pueden llegar a los condrocitos por medio de la difusión libre o pueden asociarse a colágenos o a proteoglicanos en superestructuras de matriz extracelulares, estando disponibles durante el proceso del metabolismo de los colágenos y/o proteoglicanos. Dependiendo de su posición en la cascada metabólica, controlando el desarrollo de los condrocitos y la hemostasis, pueden ser utilizados en la ingeniería tisular y en los procesos de regeneración con el objetivo de la reparación del cartílago, por medio de la aplicación directa, la liberación con ayuda de portadores o la entrega genética. Palabras clave: cartílago, hormonas tisulares, metabolismo de los condrocitos, ingeniería tisular, diferenciación
Andre F. Steinert1, Ulrich Nöth1, Rocky S. Tuan2
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Centro Ortopédico para la Investigación Musculoesquelética, König-Ludwig-Haus, Universidad Julius Maximilians, Würzburg, Alemania División de Biología y Ortopedia del Cartílago, Instituto Nacional de la Artritis y las Enfermedades Musculoesqueléticas y de la Piel Bethesda, MD, EEUU.
Resumen Cuando el cartílago articular está dañado, posee una muy limitada capacidad de autoreparación. Aunque los actuales procedimientos terapéuticos quirúrgicos para la reparación del cartílago son útiles desde el punto de vista clínico, los mismos no pueden restaurar una superficie articular normal. Las actuales investigaciones ofrecen un creciente número de reactivos bioactivos, como las proteínas y los ácidos nucleicos, que pueden usarse para mejorar diferentes aspectos del proceso de reparación. Estos agentes son difíciles de administrar con efectividad, por lo que se están desarrollando otros enfoques de transferencia genética para garantizar la presencia constante de su síntesis en las áreas de reparación. Para aumentar la regeneración del cartílago articular se pueden administrar genes terapéuticos a la sinovia o directamente a la lesión del cartílago. La administración de genes a las células de la funda sinovial se considera generalmente como más apropiada en los enfoques que buscan la protección de los condrocitos, basándose en la expresión de mediadores antiinflamatorios. La transferencia de genes a los defectos del cartílago puede conseguirse ya sea directamente por administración vectorial a las células localizadas en los propios defectos o en sus inmediaciones, o bien por medio del transplante de células condrogénicas modificadas genéticamente hasta el defecto. Diferentes estudios han puesto de manifiesto que los factores exógenos de crecimiento de codificación cDNAs pueden llevarse localmente a las áreas dañadas del cartílago, donde son expresados a niveles terapéuticamente relevantes. Por otra parte, comienzan a emerger datos que indican que la administración y expresión eficiente de estos genes es capaz de influenciar la respuesta de reparación favoreciendo la síntesis de un tejido de reparación de cartílago más hialino in vivo. Este artículo presenta el estadio actual de la terapia genética para
S150
la curación del cartílago, y subraya algunos de los retos que todavía quedan por resolver. Palabras clave: cartílago articular, terapia genética, condrocitos, células troncales mesenquimales, factores del crecimiento
Perspectivas futuras de la reparación del cartílago articular Christoph Gaissmaier1, Jason L. Koh2, Kuno Weise1, Juergen A. Mollenhauer3-5 1 2
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Centro de traumatología BG, Universidad Eberhard Karls, Tübingen, Alemania Departamento de Cirugía Ortopédica, Escuela de Medicina Feinberg, Universidad Northwestern, Chicago, IL EEUU. Instituto de Ciencias Médicas y Naturales (NMI) de la Universidad de Tübingen; Alemania Facultad de Medicina de la Universidad de Jena, Alemania Departamento de Bioquímica, Centro Médico de la Universidad Rush, Chicago, IL, EEUU
Resumen Haciendo una extrapolación entre el estado actual del conocimiento en la tecnología de la reparación del cartílago y la ciencia básica, en este artículo describimos el futuro de la medicina regenerativa en el sistema musculoesquelético. Algunos de los hitos cruciales conocidos son la utilización de células competentes de fuentes autólogas o xenogénicas, el diseño de andamios “inteligentes” o “reactivos”, la aplicación optimizada de factores humorales y la introducción de tecnologías avanzadas de ingeniería genética. Además de estos objetivos técnicos, otras consideraciones éticas y legales pueden cambiar significativamente la forma en que se integran y regulan los componentes farmacológicos y médicos. Al mismo tiempo, las instituciones reguladoras gubernamentales tendrán que aceptar las nuevas realidades, como son la existencia de dispositivos médicos adaptativos y de implantes de combinación biológica que están entre lo que es un medicamento y un órgano transplantado. Para la sustitución del cartílago propiamente dicho, parece justificado el optimismo en lo que concierne a avances significativos en la próxima década. Palabras clave: cartílago, condrocitos, ingeniería tisular, medicina regenerativa, normativa legal
Abstracts