• Dr. Luca Dei Giudici

NUOVA TECNICA DI RIGENERAZIONE DELLA CARTILAGINE DEL GINOCCHIO: AUTOCART

I concetti base della patologia della cartilagine e del suo trattamento sono stati già trattati a questo link.

Questo articolo affronta una nuovissima tecnica chirurgica mininvasiva che permette la rigenerazione cartilaginea per i casi di difetti condrali e osteocondrali e per l’osteocondrite dissecante del ginocchio.


CARTILAGINE: BASI PER LA RIGENERAZIONE

Nonostante il progresso e il susseguirsi di numerose tecniche chirurgiche, finora il tessuto che va a formarsi dopo un trattamento cartilagineo non corrisponde alla cosiddetta cartilaginea ialina vera e propria ma ad una fibrocartilagine. E ad una diversa struttura e composizione corrispondono proprietà biologiche e meccaniche di qualità inferiore rispetto a quanto progettato da Madre Natura. In alcuni casi, quindi, ciò si traduce in persistenza di sintomi come dolore occasionale e limitazione delle attività.

Un trattamento ideale per le lesioni della cartilagine, che permetta di ottenere un tessuto di riparazione di qualità superiore e quanto più possibile simile alla cartilagine ialina originaria, però, deve rispettare quella che si chiama “Triade Rigenerativa”. Questa corrisponde ad un insieme di 3 elementi indispensabili per la formazione ottimale dei tessuti, che sono:


- Cellule. I protagonisti principali del tessuto da riparare. Per la cartilagine questi sono i condrociti. Si tratta di cellule estremamente selezionate e differenziate, uniche nel loro genere. L’altissima specializzazione comporta però un lentissimo ricambio cellulare e un basso tasso rigenerativo intrinseco. Quindi, non potendosi differenziare da cellule simili già residenti nel tessuto sano prossimo alla lesione, devono essere aggiunte dall’esterno. Inizialmente, come con la tecnica ACI, si ovviava a questo problema fisiologico tramite l’espansione colturale in laboratorio. Venivano cioè prelevate cellule cartilaginee sane dal paziente, in un primo intervento chirurgico, e inviate in un laboratorio sterile per aumentarne il numero. Dopo alcune settimane, con un secondo intervento, venivano reimpiantate nella lesione articolare da trattare e stabilizzate con una membrana o uno scaffold. L’evoluzione di questa tecnica ha permesso di ridurre la procedura ad un singolo intervento chirurgico, sfruttando però delle cellule diverse e meno differenziate, di tipo staminale, quindi in grado di specializzarsi nel tessuto cartilagineo solo se sottoposte agli opportuni stimoli e condizioni.


- Scaffold. L’impalcatura su cui far crescere il nuovo tessuto. La cartilagine svolge la sua funzione anche grazie ad una struttura tridimensionale di fibre collagene ben organizzata. Questa, per ottenere un tessuto di riparazione valido e funzionale deve necessariamente essere riprodotta. I tentativi sono stati numerosi ed hanno portato alla produzione di matrici sintetiche (simili a spugne) di fattezze e materiali diverse da impiantare nel difetto cartilagineo, per essere poi imbevute di cellule, sia esterne dopo l’espansione in laboratorio, sia interne derivate dal sangue midollare. I ritrovati più recenti dell’ingegneria tissutale hanno sviluppato nuovi scaffold di più facile posizionamento, come gli hydrogel e i concentrati plasmatici, che ne favoriscono l’applicazione con tecniche mininvasive.


- Fattori di crescita. Il concime per una buona rigenerazione. Si tratta di molecole particolari che, unitamente agli stimoli meccanici ricevuti dall’ambiente articolare, vanno a promuovere la crescita delle cellule che sono state impiantate, a regolarne l’attività, e a guidarne l’organizzazione all’interno dello scaffold. Sono quindi dei composti che agiscono come guida e come nutrimento vero e proprio per il nuovo tessuto, affinchè sia identico (o quanto più simile possibile) a quello della sede da riparare. Allo stesso modo, quando si utilizzano tecniche di riparazione cartilaginea che sfruttano cellule staminali meno differenziate, i fattori di crescita sono tra i protagonisti principali della differenziazione da cellula staminale a cellula cartilaginea.


RIGENERAZIONE DELLA CARTILAGINE: ATTUALITA’

Identificare una modalità per riprodurre la “Triade Rigenerativa” all’interno di una lesione cartilaginea, che sia semplice ma completa, veloce ma mininvasiva, e che abbia le potenzialità per una guarigione ottimale in cartilagine ialina articolare, è da sempre uno dei principali argomenti di ricerca scientifica.

Il primo timido tentativo risale al 1983. Il Prof. Albrecht dimostrò come lesioni osteocondrali create nei conigli potessero essere riempite con frammenti di cartilagine, fissate con fibrina (un elemento del sangue) e risultare in una rapida crescita di condrociti con la successiva formazione di cartilagine ialina articolare.

Immagine di microscopia ottica in cui si dimostra come da un frammento di cartilagine umana sana (in basso) sia osservabile la migrazione all'esterno di un alto numero di cellule cartilaginee.
La migrazione dei condrociti, le cellule cartilaginee, da frammenti di cartilagine articolare sana

Fino ad oggi solo un numero estremamente esiguo di pubblicazioni ha cercato di riprodurre quei risultati. Ancor meno sono quelle che hanno cercato di identificare in laboratorio quegli elementi in grado di promuovere la liberazione di cellule cartilaginee, partendo da microframmenti di tessuto sano, senza utilizzare avanzate metodiche enzimatiche. Tra queste spiccano le evidenze riscontrate dal dr. Dei Giudici nella sua tesi di specializzazione in Ortopedia e Traumatologia, quelle del gruppo di studio del Prof. Marmotti, dei colleghi americani guidati dal Prof. Jack Farr, e dello svizzero Saltzmann. Si è riusciti a dimostrare che da una pasta fatta di frammenti di cartilagine di spessore millimetrico si può ottenere la liberazione di grandi quantità di cellule cartilaginee, se stimolata da opportune molecole biochimiche e stabilizzata entro un telaio tridimensionale. E se sottoposta al complesso insieme di stimoli meccanici e umorali presenti nell’articolazione umana può portare alla formazione di nuova cartilagine articolare. Vera e propria. Si è arrivati, quindi, a ottenere una metodica di trattamento che rispetta in modo molto fedele la “Triade Rigenerativa”.

Il dottor Luca Dei Giudici fotografato in laboratorio durante la preparazione dei frammenti di cartilagine per la sperimentazione scientifica oggetto della tesi di Specializzazione in Ortopedia
Il dr. Luca Dei Giudici in laboratorio durante la sperimentazione sulla cartilagine frammentata per la tesi di Specializzazione in Ortopedia

RIGENERAZIONE DELLA CARTILAGINE: LA NUOVA TECNICA AUTOCART

La nuova tecnica, chiamata Autocart e sviluppata dalla ditta Arthrex con l’aiuto proprio del dr. Saltzmann, racchiude in maniera semplice ed efficace i cardini per ottenere una rigenerazione vera e propria della cartilagine articolare. Permette un intervento veloce, mininvasivo (perché eseguibile in artroscopia), e riproducibile.

Immagini prese da scheda tecnica Arthrex riguardanti il sistema GraftNet per il prelievo dei frammenti cartilaginei e la siringa con il prelievo al suo interno pronto per essere seminato nella lesione della cartilagine
Autocart: il sistema di raccolta a filtra da connettere allo strumentario artroscopico e la siringa con il prelievo finale

Questa si basa sull’uso di frammenti di cartilagine prelevati direttamente dal paziente, che vengono poi posizionati nel difetto osteocartilagineo da trattare, e infine fissati in sede tramite l’applicazione di una miscela di plasma autologo condizionato, e di trombina.

Immagine presa da scheda tecnica Arthrex che rappresenta il prelievo di sangue con strumentario specifico per la produzione, tramite centrifugazione estemporanea, di plasma autologo condizionato e di trombina
Il plasma autologo condizionato e la trombina vengono prodotti, per centrifugazione, da un singolo prelievo di sangue venoso periferico

Sono due elementi derivati dalla centrifugazione del sangue periferico (venoso), che una volta all’interno dell’articolazione andranno a solidificare assolvendo sia alla funzione di supporto tridimensionale (quindi di scaffold biologico, grazie ad una rete fibrosa), sia alla funzione di trasportatore di fattori di crescita utili alla promozione della cosiddetta condrogenesi (la formazione di cartilagine).



Immagine presa da scheda tecnica Arthrex in cui si rappresenta l'applicazione con cannula dedicata dei frammenti di cartilagine prelevati in precedenza
Autocart: rappresentazione schematica dell'innesto. Tramite una cannula dedicata il prelievo di microframmenti di cartilagine viene applicato nel difetto articolare

RIGENERAZIONE DELLA CARTILAGINE: INDICAZIONI ALLA PROCEDURA

La procedura Autocart si rileva una risorsa utile a quei pazienti affetti da:


- Lesioni condrali/osteocondrali traumatiche. Ovvero quei difetti in cui, a seguito di un trauma, si verifica il distacco di una porzione di superficie articolare fatta di cartilagine o di cartilagine e l’osso sottostante. Quello che può volgarmente intendersi come un “buco” sulla superficie dell’articolazione


- Osteocondrite dissecante. Ovvero una malattia, anche nota come Morbo di König, ad eziologia ancora poco chiara (forse microtraumatica), che porta allo sviluppo di un’area di necrosi lenticolare di dimensioni variabili sulla superficie articolare. Seguendo diverse fasi, questa zona di necrosi va incontro a separazione, prima, e instabilità con distacco del frammento lenticolare, poi.


Foto intraoperatoria durante artroscopia di ginocchio. Si reperta lesione della superficie articolare, cartilaginea, con distacco del frammento condrale, che viene misurata con la punta del palpatore artroscopico. Questo tipo di lesioni, siano esse traumatiche o da morbo di Konig, rappresentano l'indicazione ideale al trattamento con Autocart
Foto intraoperatoria durante artroscopia di ginocchio. Si reperta lesione della superficie articolare, cartilaginea, con distacco del frammento condrale, che viene misurata con la punta del palpatore artroscopico. Questo tipo di lesioni, siano esse traumatiche o da morbo di König, rappresentano l'indicazione ideale al trattamento con Autocart

RIGENERAZIONE DELLA CARTILAGINE: VANTAGGI E SVANTAGGI

La tecnica Autocart è stata solo recentemente introdotta anche in Italia, ed è comunque ancora poco diffusa nel mondo. Non sono quindi disponibili risultati certi sul medio e lungo termine.


Si possono identificare come vantaggi:

- Superiore possibilità di guarigione senza esiti, data dal rispetto della “Triade Rigenerativa” e dalla formazione di cartilagine ialina articolare

- Uso di “materiale impiantato” derivante esclusivamente dal paziente stesso, quindi senza possibilità di rigetto o mancato attecchimento

- Mininvasività, poiché è facilmente eseguibile in artroscopia, e richiede un accesso limitato nei casi in cui è necessario un approccio a cielo aperto

- Velocità e facilità di esecuzione, riducendo le possibilità di errore manuale

- Possibilità di esecuzione anche in caso di riscontro accidentale di una lesione osteocondrale durante altra procedura


Mentre vanno ipotizzati come svantaggi e possibili complicanze:

- Un’eccessiva crescita del tessuto di riparazione

- La lunga riabilitazione

- Un fallimento biologico con generazione di tessuto fibroso/fibrocartilagineo

- L’incompleto riempimento del difetto osteocondrale

- Una possibile morbidità nel sito di prelievo

- Una possibile riduzione della qualità dei risultati nei pazienti di età più avanzata


RIGENERAZIONE DELLA CARTILAGINE: COME FARE E RIABILITAZIONE

Per poter essere sottoposti ad una procedura Autocart va innanzitutto confermata l’indicazione attraverso una visita specialistica ortopedica. Per farla con il dr. Luca Dei Giudici è sufficiente cliccare sul bottone mobile presente in questa pagina, oppure su questo link.


In visita verranno valutate le condizioni generali, la sintomatologia, la sua storia, e visionate le immagini. Saranno necessarie una radiografia arti inferiori in carico (per valutare l’asse generale dell’arto inferiore) e una risonanza magnetica eseguita ad alto campo, quindi che abbia almeno 1,5 Tesla di potenza. Confermata l’indicazione si verrà inseriti in lista operatoria per la procedura, che sarà eseguita in regime di day surgery (24h massimo di permanenza in ricovero). La durata media della procedura è di circa 40 minuti, eseguita con anestesia spinale o plessica, associata ad una blanda sedazione.


Il postoperatorio dopo Autocart varia in base alla sede del trattamento: se femoro-rotulea o se femoro-tibiale. Nel primo caso sarà più limitata l’escursione articolare, nel secondo caso sarà più protetto il carico. Si potrà tornare allo svolgimento di attività sportive più leggere dopo 6 settimane, a sport a basso contatto dopo 3 mesi, e a sport ad alto impatto dopo almeno un anno.

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