30845 Suppl Giot.pdf - Giornale Italiano di Ortopedia e Traumatologia

Graft biomimetici-attivi nella chirurgia legamentosa del ginocchio
G. Cerulli * ** , F. Vercillo **
rIaSSuNTO
I materiali bioattivi sono stati l’oggetto del nostro studio in collaborazione
con la XIII Università di Parigi. La differenza tra il
graft bioattivo in poliestere usato come scaffold ed il collagene
di tipo 1 è che, sebbene entrambi vengono colonizzati da tessuto
cicatriziale, il collagene, nella sua ultima fase, viene rimodellato in
un efficente collagene di tipo I-III. Sull’attuale legamento Lars il
tipo di collagene non subisce nessuna trasformazione. Con il graft
bioattivo il sistema immunitario riconosce la molecola inglobata e
la considera come parte dell’organismo. Come con l’attuale graft
sintetico, non c’è intolleranza ma una vera integrazione biologica.
I fibroblasti si fissano alla matrice extra-cellulare, sferici inizialmente
poi diventano fusiformi, che è la condizione essenziale per
la loro attivazione e secrezione di collagene I-III. Il riconoscimento
dei biomateriali è dovuto alla presenza di gruppi chimici all’interno
di molecole che si comportano come un sistema biologico chiave
serratura che raggira il sistema immunitario che le considera come
self. È stato scoperto che il polistirene sulfonato di sodio può essere
fissato sulla intera superficie delle fibre di polistirene, i fibroblasti
lo riconoscono come eparan solfato e ciò determina la loro adesione
in modo lineare e forte. Nel nostro studio in vivo su animali, 16
pecore sono state divise in due gruppi: il primo gruppo è stato sottoposto
a ricostruzione del legamento crociato anteriore (LCA) con
la seconda generazione dei legamenti di sintesi (Lars), il secondo
gruppo con il graft sintetico biomimetico. I risultati sono promettenti
con nessun problema postoperatorio o funzionale. Le prime
pecore sono state sacrificate a 6 mesi ed i primi risultati istologici
non mostrano alcuna risposta infiammatoria né fibrosi in ciascun
gruppo, e nel gruppo che ha ricevuto il polimero bioattivo c’era una
differenza statisticamente significativa nella distribuzione cellulare
se confrontato con il primo gruppo; infatti nel graft bioattivo i
fibroblasti erano ben organizzati ed orientati con collagene tipo I/
III. I risultati istologici a 12 mesi sono in progress. Sulla base di
questi incoraggianti risultati stiamo pianificando lo studio di fase
clinica I sul modello umano nella speranza di ottenere una risposta
simile dal corpo umano.
* Dipartimento di Ortopedia e Traumatologia, Università degli Studi di Perugia;
* Nicola’s Foundation ONLUS, Arezzo
Indirizzo per la corrispondenza:
Giuliano Cerulli, Ortopedia & Traumatologia, Via G.B. Pontani 9, 06127 Perugia.
Tel. +39 075 5058485. Fax 075 5010921. E-mail: g_cerulli@tin.it
SuMMary
G.I.O.T. 2010;36(suppl. 1):S175-S177
Bioactive materials have been the object of our research work in
collaboration with the XIII University of Paris. The difference
between the bioactive polyester graft used as a scaffold and the
collagen one is that, although both are colonized by fibrotic scar
tissue, the collagen, in the late phase, is remodelled in efficient
type I/III collagen. On the present Lars ligament the collagen
type remains unchanged. With the bioactive graft the immune
system recognises the molecule inserted and considers it as being
a part of the organism. As with the present synthetic graft, there
is no intolerance but in addition true biologic integration. The
fibroblasts fix onto the extra cellular matrix; initially spherical
they become spindle-shaped, which is an essential condition for
them to be activated and secrete collagen I/III. The recognition of
the biomaterials is due to the presence of chemical groups within
the molecule acting as a biologic key/lock system which misled
the immune system into recognizing them. It was found that the
polystyrene sodium sulphate can be fixed onto the whole surface
of polyester fibres, the fibroblasts recognize it as a heparin sulphate
and cause their adhesion in a linear and strong manner. In
our animal study, 16 sheep were divided into two groups: the first
one underwent ACL reconstruction with the second generation
synthetic ligament, the second group with the biomimetic synthetic
graft. The results are promising with no post-operative or
functional problems. The first sheep were sacrificed at 6 months
and the first histological results show no inflammatory response
nor fibrosis in either group and in the group which received
the bioactive polymer there was a significant difference in cell
distribution compared to the first group; in deed in the bioactive
graft the fibroblasts were well organized and oriented with type
I/III collagen. The histological results at 12 months are on-going.
Based on these encouraging results we are planning a clinical
phase one study in the human model hoping to achieve a similar
response from the human body.
L’uso di graft biologici, sia autologhi che prelevati da cadavere,
è una procedura ad oggi standardizzata, della quale sono ben noti
i relativi vantaggi e svantaggi, le indicazioni, e le modalità ed i
tempi di recupero post-operatorio. L’utilizzo di innesti biologici
autologhi (es. GrST, BPTB, Gr o ST etc), rappresenta la procedura
che potenzialmente è in grado di dare i migliori risultati in termini
di stabilità a lungo termine con un graft dotato di elevata resistenza,
ciò a discapito della morbilità del sito donatore, un maggior
numero di complicanze intraoperatorie e postoperatorie, e tempi di
recupero sportivo che si aggirano in media sui 5-6 mesi. Inoltre a
seconda del graft bilogico utilizzato, i tempi di ligamentizzazione
S175