Microfractura

Microfractura

1. Studiu

Microfractura este o tehnica des folosita pentru repararea leziunilor cartilajului articular al genunchiului. In ciuda popularitatii tehnicii, informatiile referitoare la rezultatele clinice dupa microfracturi sunt limitate. Obiectivul studiului nostru este de a identifica factorii care influenteaza rezultatele clinice dupa aceasta tehnica de reparare a cartilajului.

1.a. Metode:

Patruzeci si opt de pacienti simptomatici cu leziuni la nivelul cartilajului articular al femurului, cu genunchi stabil, au fost tratati cu tehnica microfracturi. Evaluarea rezultatelor s-a facut la minimum douazeci si patru de luni, validate cu o combinatie de scoruri si rezultate, evaluare clinica subiectiva si imagistica RMN.

1.b. Rezultate:

La ultima consultatie, functia genunchiului a fost evaluata de la bine la excelent pentru treizeci si doi de pacienti (67%), echitabil pentru doisprezece pacienti (25%) si slabe pentru patru (8%). Cresterea semnificativa a scorului activitatilor de zi cu zi, scorul Comitetului International de Documentatie a Genunchiului si scorul componentelor fizice al Short Form-36 au fost demonstrate dupa microfracturi (p<0.05). Un index al masei corporale scazut corelat cu un scor mare al activitatilor zilnice si SF-36 al componentelor fizice, au cele mai slabe rezultate pentru pacientii cu masa corporala mai mare de 30kg/m². O imbunatatire semnificativa a scorului activitatilor de zi cu zi a fost mai frecventa la pacientii cu o perioada preoperatorie mai mica de doisprezece luni (p<0,05). Imaginile RMN facute la douazeci si patru de genunchi arata tesut de reparare care umple defectul la treisprezece pacienti (54%), umplere moderata la sapte (29%), si slaba umplere la patru pacienti (17%). Gradul umplerii este corelat cu scorul functiei genunchiului. Toti genchii cu umplere buna arata o imbunatatire a functiei genunchiului, avand in vedere ca gradul scazut de umplere a fost asociat cu imbunatatiri minime si scaderea scorului functional dupa douazeci si patru de luni.

1.c. Concluzii:

Vindecarea cartilajului articular lezat si imbunatatirea functiilor dupa interventia cu microfracturi, necesita o evaluare dupa doi ani. O scadere a timpului de recuperare s-a observat la pacientii cu un grad mare de umplere a defectului, index de masa corporala scazut si o scurta perioada preoperatorie. Un index de masa corporala crescut afecteaza perioada de recuperare, si o umplere insuficienta este asociata cu o recuperare limitata.

Defectele cartilajului articular al genunchiului a fost frecvent studiat. Curl si alti autori au descris 53,569 leziuni de cartilaj hialin la 19,827 pacienti la care s-au efectuat artroscopii. La fel, o referire mai recenta la 993 de artroscopii, evidentiaza anormalitati la 66% din cartilajele articulare abordate. Defecte ale cartilajului articular al condililor femurali au fost de asemenea observate la 50% din sportivii la care le-a fost reconstruit ligamentul incrucisat anterior. Din cauza lipsei potentialului de vindecare spontana, tratamentul leziunilor cartilajului articular ridica o dilema in ceea ce priveste tratamentul clinic, mai ales in randul tinerilor si al persoanelor active. Cateva tehnici pentru tratamentul leziunilor cartilajului articular au fost descrise cu diferite rezultate si indicatii. Microfracturarea reprezinta o tehnica frecvent folosita si incearca sa vindece leziunile simptomatice ale cartilajului articular al genunchiului. Penetrarea discului osului subcondral in aceste defecte duce la formarea de cheaguri in leziune. Aceste cheaguri contin maduva mezenchimala pluripotenta cu celule stem si produc cartilaj de reparare cu cantitati diferite de colagen tip II. Datorita simplitatii tehnicii, morbiditatii scazute, a eficientei microfracturii, este folosita frecvent ca prima metoda de tratament. In ciuda popularitatii tehnicii, exista putine studii clinice dupa repararea cartilajului articular prin microfracturi. Mai mult de atat, factorii relevanti pentru recuperarea functionala de dupa microfracturi sunt putin intelesi. Presupunem ca microfracturile vor avea un scor de recuperare functionala imbunatatit dupa minim doi ani si acest scor functional va fi corelat pozitiv cu procentul de umplere a leziunii. Folosind RMN specific pentru cartilaj ne asteptam sa identificam factorii care influenteaza recuperarea. [52,53]

1.d. Materiale si metode

Colectarea datelor a fost integrata intr-un registru. Registrul a fost aprobat de un consiliu corector si toti pacientii semneaza un consens de informare inaintea participarii. Pacientii inclusi in registru au fost evaluati preoperator si la trei, sase, doisprezece, douazeci si patru, treizeci si sase eventual si patruzeci si opt de luni postoperator. Douasute cincizeci si patru de pacienti au fost tratati pentru leziuni simptomatice ale cartilajului articular in institutia noastra si au fost inscrisi in registru. O suta patruzeci si patru din doua sute cincizeci si patru de pacienti au fost tratati prin tehnica microfracturii. Din acesti 144 de pacienti, toti cei care au prezentat o alterare a flexiei, instabilitate ligamentara, genu varum sau valgum, osteoartrita generalizata, leziuni multiple, leziuni tibiale sau patelare, rupturi ligamentare sau leziune mai veche de douazeci si patru de saptamani, au fost exclusi din studiu. Au fost identificati 52 de pacienti care au trecut de aceasta excludere. Acestia au fost tratati si evaluati minim 24 de luni. Patruzeci si opt de pacienti (92%) au putut fi urmariti in decursul recuperarii, in timp ce 4 au fost pierduti.

Treizeci si sapte (77%) din pacienti erau de sex masculin si 11 (23%) erau de sex feminin cu o varsta medie (si deviatie standard) de 41 12 ani (rand, de la 16 la 60 ani). Pacientii au suferit o medie de 0,8 proceduri chirurgicale (rand, de la 0 la 7 proceduri) inainte de microfracturi, cu 32 (66%) de pacienti nesuferind o interventie chirurgicala pe genunchiul afectat. Durata preoperatorie a simptomelor a durat in medie 28 60 de luni (rand, de la 1 la 375 de luni). Indexul masei corporale a fost de 26 4,3 kg/m² (20 pana la 40 kg/m²). Media marimii leziunii 482mm² (24 pana la 2000mm²). Leziunea a fost localizata pe condilul femural medial (54%), condilul femural lateral (23%), si trohlear (23%). Etiologia defectului a fost traumatica in 56% din cazuri si netraumatica in 44% si era independenta de varsta (r = 0,227, p = 0,121) . Un procent de 84% au fost defecte condrale, in timp ce restul de 16% au fost leziuni osteocondrale fara cavitate.

Fig.12. Repartitia leziunilor pe zona afectata.

2. Mecanism de vindecare prin microfracturi

Tratamentul leziunilor cartilaginoase si osteocartilaginoase constituie una din marile probleme ale ortopediei moderne. Avascularitatea cartilajului face ca acesta sa fie neregenerabil.

Fig. 13. Imagine microscopica a cartilajului articular sanatos.

Scopul acestei tehnici este de a stimula maduva osoasa, care la randul sau va genera un raspuns vascular stereotip la aceasta interventie. Se obtine astfel un raspuns biologic care se divide in 3 faze distincte: necroza, inflamatie, vindecare. Necroza incepe imediat dupa leziune si este caracterizata cu diferite stadii ale tesutului mort in functie de severitatea traumei si de fluxul adecvat de sange. Necroza este mai evidenta la marginile defectului condral. Faza inflamatorie este mediata de vascularitatea locala. O hiperemie reactiva si o crestere a permeabilitatii capilare, duce la transudatie si exudatie celulara care formeaza o retea densa de fibrina la locul leziunii. Aceasta retea este bogata in celule inflamatorii si este propice pentru divizarea celulara si vindecare. Deasemenea reteaua se organizeaza ca un lipici primitiv. Faza vindecarii incepe cand reteaua de fibrina este invadata de neovascularizatie. Incepe apoi o cascada de evenimente. Celulele inflamatorii modulate in fibroblast, pierd tesut granulomatos, iar in cele din urma se maturizeaza intr-o matrice de reparatie fibroasa rezultand cicatricea. Procesul de remodelare incearca sa recreeze anatomia normala.[51]

Raspunsul corpului la o rana exclusiv cartilaginoasa urmeaza o cale putin diferita. Motivul acestei diferente este ca cu o rana exclusiv cartilaginoasa, discul subcondral nu este penetrat. In timp ce cartilajul sufera aceeasi faza de necroza ca orice tesut din organism, faza inflamatorie e aproape complet absenta. Procesele de transudatie, exudatie, hematom si formarea sunt absente. Astfel nu exista cheagul de fibrina care sa asigure un esafod pentru reparatii. Fara celule reparatorii noi, sarcina de a repara cade pe condrocitele existente. Pe de alta parte, in cazul in care vatamarea se extinde prin intermediul zonei calcifiate la osul subcondral, toate cele trei faze de reparatie sunt stimulate.

Intreaga densitate articulara condrala afectata in urma leziunii sau forajului plina cu sange se organizeaza rapid intr-un cheag. Celulele sanguine nediferentiate- elemente ale maduvei osoase, si trombocite toate combina la deficienta. Celulele mezenchimale nediferentiate pot aparea din maduva osoasa, panus, membrana sinoviala sau zona superficiala a cartilajului articular. Acest tesut este capabil de diferentiere in mai multe tipuri de tesut fibros, inclusiv tesut osos si membrana sinoviala. In functie de locatia anatomica si de conditiile preexistente, aceste celule pot fi capabile sa se transforme in cartilaj hialin.

Potrivit studiilor, tratamentul defectelor condrale cu metoda microfracturilor are rezultate mai bune cand marimea leziunii are mai putin de 400 mm2, prezentand o tendinta de scadere a durerii.

Grefele pericondriale au capacitatea sa genereze cartilaj. Cu toate acestea, diferentierea acestor celule in cartilaj hialin, depinde de factori extrinseci. [50]

3. Diferentierea celulelor mezenchimale

Capacitatea celulelor nediferentiate de a se transforma in cartilagiu a fost descrisa. Tesutul conjunctiv cu functia de interpunere materiala sufera o dezvoltare metaplastica in cartilagiu sub influenta presiunii si functiei comune articulatiei. Bennett si Bauer declara ca repararea tesutului se trece prin etapele de metaplazie, incepand cu tesut fibros, care initial au umplut leziunile si a avut originea in spatiile maduvei osului subcondral.

De-a lungul studiului sau, DePalma noteaza ca natura nu a fost dependenta de maturitatea scheletica a animaleleor testate, sustinand conceptul de tesut fibros metaplazic. Tesutul incepe ca si depunere de fibrina, care apoi se dezvolta in cartilagiu granulat.

Raspunsul la leziune in corpul uman difera in functie de tesutul deteriorat. Pe de alta parte, tesutul osos, tendonul si sinoviala se vindeca asemanator. Indiferent de tipul de tesut implicat, toate reparatiile tesutului se bazeaza pe un proces celular in care fibroblastul sau celulele specializate, sintetizeaza material de vindecare. Noile celule provin din dezvoltare prin replicare, modulare a celulelor existente, sau migrarea celulelor de la rana sau de la vasele de sange care intra in tesut. Tehnici cum ar fi microfracturile, forajul sau frecarea provoaca penetrarea discului subcondral, permitand furnizarea de sange si ofera astfel materie necesara pentru vindecarea extrinseca. Aceasta succesiune de evenimente a fost studiata cu un model de iepure. Leziuni profunde condrale umplute cu tesuturi granulate. Fibroblastele se diferentiaza in condrocite in 7 pana la 10 zile dupa leziune. Dupa trei saptamani de la leziune, colagenul de tip I a fost principalul colagen in repararea tesutului. Intre 6-8 saptamani dupa leziune, predomina tipul II, in urma analizei radiochimice. Este interesant de notat faptul ca pana la un an calitatea cartilajului continua sa se imbunatateasca. Deoarece tipul I de colagen inca persista, tesutul astfel reparat nu va fi niciodata pe deplin un cartilaj articular normal.

Elemente sanguine si cheaguri sunt prezente la doua zile dupa interventia chirurgicala. La o saptamana celulele in forma de ax sunt abundente. La 4 saptamani cheagurile apar galbui si sunt sub suprafata articulara.

Noi canale s-au format. Celulele in forma de ax sunt mai rotunde datorita cresterii citoplasmei. La 8 saptamani, rana e umpluta cu foarte mult condroid imatur care este alb lucios si are aspect de cartilaj de invelire. La 16 saptamani, tesutul reparat se amesteca cu marginile inconjuratoare ale defectului. Intre 32 si 66 de saptamani, grosimea completa a defectului este acoperita de tesut care apare atat macroscopic cat si histologic a fi cartilagiul articular. [55]

4. Indicatiile microfracturarilor

Evaluarea pacientilor se face dupa un protocol asemenea celui din figura de mai jos.

Fig. 14. Protocol de evaluare a leziunilor cartilajului articular.

Tehnica microfracturilor poate fi folosita pentru focare traumatice condrale precum si a leziunilor degenerative. Microfracturile nu sunt limitate la un defect unipolar, putand fi folosita si la defectele bipolare. Tehnica este sigura avand o rata foarte scazuta a morbiditatii. Astfel este foarte utila ca prima linie de tratament pentru aproape toate focarele cu defect condral in genunchi, indiferent de locatia sau marimea acestora. Un alt avantaj a tehnicii microfracturilor este ca nu sunt afectate procedurile ulterioare.

Tabel nr 1.Clasificarea gonartrozei dupa Ahlbck

Scorul Outerbridge:

I.           Inmuierea si aparitia de cavitati intracartilaginoase,

II.        Aparitia fisurilor,

III.     Fisuri si fasciculari ale cartilajului,

IV.      Denudarea osului subcondral.

Fig.15. A- radiografie antero-posterioara ; B- radiografie laterala; C- vedere axiala a patelei; D- radiografie Rosenberg. Nota: prin aceasta metoda se evidenteaza disparitia spatiului articular.

5. Contraindicatii

Contraindicatiile tehnicii microfracturilor este mai degraba relativa decat absoluta. Desi nu exista nici o diferenta semnificativa statistic in rezultatul microfracturilor bazata pe dimensiuni, leziunile mai mici de 400mm² tind sa fie mai putin dureroase postoperator decat leziunile mai mari. Pentru leziunile mai mari de 3 cm in diametru, o artroscopie secundara poate fi de ajutor. Daca aceasta artroscopie stabileste o vindecare incompleta, atunci se poate lua in considerare o noua interventie de microfractura. Timpul scurs din momentul traumatismului este de asemenea un factor considerabil in tratamentul defectelor condrale. Leziunile tratate in primele 12 saptamani de la leziune au un raspuns semnificativ mai bun decat leziunile cronicizate. Cu toate acestea, chiar leziunile degenerative pot avea rezultate semnificative in urma microfracturilor. Un alt aspect important in stabilirea tratamentului defectelor condrale este localizarea leziunii. S-a constatat un raspuns mai bun pe platoul tibial.

Microfracturile au o limitare la o adancime de 5mm si nu ar trebui folosite la o adancime mai mare de 10mm. Leziunile adanci ar trebui evaluate individual cu scopul de a alege procedurile adecvate.

Cele mai semnificative contraindicatii a microfracturilor este malalinierea genunchiului.

6. Reabilitarea dupa microfracturare

a.

b. c.

 

Fig.16. Recuperare dupa artroscopie (a, b, c)

In ceea ce priveste tehnica microfracturii, managementul postoperator este la fel de important ca si interventia chirurgicala. Acest management trebuie sa se bazeze pe biologia reparatiei cartilajului articular, nu doar pe simpla impresie clinica. Prelungirea vindecarii defectului condral si durata procesului de vindecare dupa microfractura nu sunt foarte bine descrise la oameni. Pentru a proteja vindecarea cartilajului, majoritatea chirurgilor recomanda o perioada de restrictie in ceea ce priveste sportul/efortul fizic. Gill a studiat vindecarea defectului condral pe un model inuman. Intreaga rana a defectului condral a fost facuta pe femurul a 12 maimute cynomolgus vindecate prin microfracturi. Ulterior, aceste defecte au fost urmarite macroscopic si microscopic la 6 si 12 saptamani dupa interventie pentru a avea mai multe dovezi concrete despre greutatea suportata. La 6 saptamani dupa interventie vindecarea a fost ingreunata de resorbtia in curs de desfasurare a osului subcondral. Dupa 12 saptamani, defectul a fost umplut total, demonstrand maturizarea cartilajul si vindecarea osului. Slaba vindecare a defectului in primele 6 saptamani si vindecarea observata intre 6 si 12 luni dupa interventie demonstreaza ca vindecarea in perioada initiala de dupa interventie este vulnerabila.

Se presupune ca dupa interventia chirurgicala, pentru protejarea tesutului vindecat, efortul fizic trebuie evitat pe o perioada mai lunga de 6 saptamani. In plus, autorul recomanda pacientului folosirea unui aparat CPM timp de 8 saptamani.

Efectuarea de efort fizic dupa interventie depinde de locatia leziunii condrale din genunchi. Leziunile care implica suprafata articulara a patelei si a santului trohlear tolereaza mai bine greutatea daca se foloseste o prindere cu bretele de sustinere. [57]

Pacientii sunt instruiti sa isi scoata proteza atunci cand folosesc aparatul CPM de la 10 grade la 90 grade cel putin 8 ore pe zi. Daca aparatul CPM nu este disponibil, pacientul este instruit sa isi mobilizeze genunchiul in flexie si extensie stand la marginea unei mese, de 1500 de ori pe zi.

Daca defectul condral se situeaza medial sau lateral, pacientul este nevoit sa evite cat mai mult greutatea pe genunchi timp de sase saptamani dupa operatia chirurgicala. Aparatul CPM este setat la 1 ciclu pe minut, folosind cea mai mare gama de miscare pe care pacientul o considera comfortabila. Daca leziunea nu se afla in partea laterala sau mediala a genunchiului, pacientul poate sa inceapa exercitiile fizice mai repede de 6 saptamani dupa interventie; acest lucru depinde de marimea defectului. Dupa perioada initiala de 6 saptamani, pacientii au permisiunea sa inceapa gama de exercitii. Sportul este restrictionat cel putin 4 luni dupa interventia chirurgicala.

7. Rezultatele microfracturilor pentru leziunile condrale traumatice

Gill si MacGillivray au raportat intr-un studiu tratamentul a peste 100 de pacienti care au suferit o interventie de microfracturi pentru o leziune condrala si au fost evaluati. Media leziunilor a fost de 3,2 cm². Dupa 3 ani, 74% din pacienti au declarat o foarte mica durere sau chiar lipsa durerii. Media monitorizarii cazurilor a fost 6 ani. Microfracturile au avut rezultate imbunatatite semnificativ in ceea ce inseamna durerea, inflamatia si toti ceilalti parametrii studiati. Capacitatea pacientilor de a se deplasa pe distante de 3 km si de a cobori scari s-a imbunatatit de asemenea, precum si capacitatea de a face activitatile zilnice si sport. Imbunatatirea simptomelor de durere si imflamatie continua pana la 2 ani dupa operatie. In plus functionalitatea maxima a fost indeplinita dupa 2-3 ani postoperator. Aproximativ 86% din pacienti au declarat ca genunchiul lor este sanatos sau aproape sanatos. Doar 14% din pacienti au declarat o scadere a nivelului sportiv datorita interventiei.

In functie de locatia leziuni condrale nu au existat diferente statistice semnificative. Leziunile mai mari tind sa aiba mai multa durere decat cele mai mici, cu toate acestea nu s-a observat o diferenta statistica in acest sens. Indiferent de marimea leziunii, defectele condrale tratate pana in 3 luni au o semnificativa scadere a durerii si o mai buna functionalitate in activitatile zilnice, decat leziunile tratate peste acest punct fixat la 3 luni.

8. Durabilitatea tratamentului prin microfracturi

Este in unanimitate acceptat ca penetrarea discului subcondral provoaca vindecarea in totalitate. Totusi, calitatea si longevitatea tesutului vindecat a fost o sursa pentru controverse. Mitchell si Shepard au demonstrat intr-un experiment in care au folosit un iepure, ca primul tesut fibros a fost convertit intr-un condroid asemanator hialin cu o crestere a concentratiei de proteoglicani. La 12 luni dupa interventie leziunea arata mai putin ca un cartilaj hialin si aparea a fi mai mult fibros sau fibrocartilaginos. Mai mult, straturile de colagen tangentiale erau absente. Ulterior s-a observat fibrinizarea suprafetei iar cicatricea a devenit mai colagenoasa.

Constatarile clinice au demonstrat ca vindecarile de calitate superioara, pot rezulta in urma penetrarii osului subcondral. In final tesutul vindecat seamana cartilajului hialin cu scaderea proteoglicanilor. Acest tesut retine inca pana la 20% colagen de tipul I, sugerand a fi o mixtura de fibrocartilaj si cartilaj hialin.

Intr-o serie de artroscopii de verificare a rezultatelor, mai multi autori au insemnat ca la jumatate din pacienti vindecarea a avut o derulare normala si foarte buna. La 16% din pacientii studiati s-a observat un cartilaj decolorat sau usor fibros. In 18% din cazuri leziunea a fost complet acoperita, dar insuficiente fragmente. La 16% din pacientii studiati, la baza leziunii exista cel putin o zona de os expus.

9. Concluzii

Potentialul cartilajului articular de a se vindeca depinde de mai multi factori. Este esential sa existe o sursa de celule cu potential de inmultire, inlaturarea factorilor de stres din articulatie si un disc subcondral intact. Rezultatele clinice si artroscopiile secundare,confirma ca e posibila o vindecare durabila folosind tehnica microfracturilor.

Exista 5 principali factori care influenteaza vindecarea cartilajului tratat prin microfracturi.

In timpul debridarii defectului, cartilajul calcifiat trebuie indepartat;

Osul subcondral trebuie sa fie penetrat de sula, lasand punti de 1-2 mm intre gauri;

Functia articulara trebuie mentinuta curand postoperativ;

Protejarea zonelor de maxima apasare;

Orice anormalitate in mecanica axului articulatiei trebuie reparata.

Tehnica de microfracturare este eficace si accesibila tuturor chirurgilor care efectueaza frecvent artroscopia. Aceasta tehnica nu afecteaza posibilele interventii care vor urma microfracturii.