Injertos Óseos en Criugía Ortopédica

INJERTOS ÓSEOS

Dr. René Alejandro Cruz JiménezR2 Traumatología y Ortopedia

INR-HRV

INJERTOS ÓSEOS

• Usados prácticamente en todos los aspectos de la

cirugía ortopédica reconstructiva y abarcan desde el

tratamiento de fracturas hasta complejas técnicas de

salvamento de extremidades en cirugía tumoral

• Doble función: mecánica y biológica

• Interfase injerto óseo-huésped: compleja relación

múltiples factores pueden intervenir en la correcta

incorporación del injerto

INJERTOS ÓSEOS

• Zona de implantación

• Vascularización del injerto

• Inmunogenética entre donante y huésped

• Técnicas de conservación

• Factores locales y sistémicos diversos (hormonales medicamentos, calidad ósea, enfermedades crónicodegenerativas)

• Propiedades mecánicas (tamaño, la forma y tipo de injerto

utilizado)

PROPIEDADES DE LOS INJERTOS ÓSEOS

• Osteogénesis: Síntesis de hueso nuevo a partir de células derivadas

del injerto o del huésped. Requiere células capaces de generar hueso

• Osteinducción: Proceso por el que las células madre mesenquimatosas

son reclutadas en las zona receptora y a su alrededor para diferenciarse en

condroblastos y osteoblastos.

PROPIEDADES DE LOS INJERTOS

• Factores de crecimiento:

• Proteínas morfogenéticas óseas 2, 4 y 7

• Factor de crecimiento derivado de las plaquetas

• Interleucinas

• Factor decrecimiento fibroblástico

• Factores de crecimiento pseudoinsulínico

• Factores estimuladores de las colonias de granulocitos

• Factores estimuladores de las colonias granulocitosmacrófagos

• Factores angiogénicos (factor de crecimiento vascular derivado del endotelio, angiogenina)


• Osteoconducción: Proceso en el que tiene lugar un

crecimiento tridimensional de capilares, tejido perivascular y

células madre mesenquimatosas, desde la zona receptora del

huésped hacia el injerto


Idealmente un injerto óseo debe tener estas tres

propiedades, además de ser biocompatible y proporcionar

estabilidad biomecánica

CLASIFICACION DE LOS INJERTOS ÓSEOS

• Autoinjerto óseo: trasplante de hueso llevado de una zona

anatómica a otra del mismo individuo


• Aloinjerto óseo: hueso transferido entre dos individuos

genéticamente diferentes pero de la misma especie


• Xenoinjerto óseo: tejido transferido entre dos individuos de

diferentes especies

PROCESO DE INCORPORACIÓN

• Incorporación exitosa de un injerto: normal desempeño de la función del tejido original al que sustituye, manteniendo su integridad mecánica y funcional durante y después del proceso de incorporación

• Función mecánica: depende no sólo de la actividad biológica del injerto sino también de la técnica quirúrgica empleada, la estabilidad de su fijación, la impactación o no del mismo, el estado del lecho donde se implanta, la rehabilitación postoperatoria, y el estado general de salud del paciente entre otros muchos factores


Procesos biológicos que tiene lugar en el injerto y en el lecho de implantación durante el proceso de incorporación :

• Formación de un hematoma con liberación de factores de crecimiento y sus mediadores

• Inflamación con migración y proliferación de células mesenquimalesjunto con el desarrollo de un tejido fibrovascular (periferia del injerto)

• Invasión vascular del injerto

• Reabsorción osteoclástica de la superficie del injerto

• Formación ósea de tipo intramembranosa o endocondral


• La respuesta del receptor al injerto es diferente en

dependencia del tipo de injerto.


• Fase temprana (1-3 semanas) : osificación membranosa en la zona adyacente a la cortical ósea y la conversión del hematoma posoperatorio en estroma fibroblástico alrededor del injerto

• Fase intermedia (4-5 semanas) : incorporación y remodelación del injerto con una zona central cartilaginosa y osificación endocondral alrededor de la misma

• Fase tardía (6-10 semanas): mayor cantidad de médula ósea en formación de hueso cortical alrededor de la zona central y remodelación ósea

INJERTO ÓSEO AUTÓLOGO

• Estándar de oro

• Hueso esponjoso, corticales no vascularizados o

corticales vascularizados

• Propiedades osteogénicas, osteinductoras y

osteoconsuctivas


• Soporte estructural

• Estructuras mecánicas capacidad de soportar cargas

• Sustitución progresiva por hueso


Desventajas:

• Insuficiente cantidad

• Morbilidad posquirúrgica en la zona donadora (30%)(infección, dolor, hemorragia, debilidad muscular, lesión

neurológica)


Autoinjerto óseo esponjoso

• De gran capacidad osteogénica,

• Se revasculariza rápidamente

• Presenta una pronta incorporación

• al lecho receptor.

• Capacidad de soporte estructural es escasa, pero la rapidez con la que estimula la formación ósea facilita la estabilidad progresiva del lecho donde se implanta.

• Se extrae generalmente de la cresta ilíaca

• Capacidad biológica depende de su histocompatibilidad, de su gran superficie recubierta de osteoblastos y de su arquitectura trabecular


Autoinjerto cortical no vascularizado

• Aporta soporte estructural al lecho donde se implanta,

• Menor capacidad osteogénica y se revasculariza

lentamente su estructura cortical no permite la

penetración vascular hasta que la actividad osteoclástica

periférica de reabsorción la facilita


Autoinjerto cortical vascularizado

• Permite una consolidación rápida

• Su función es relativamente independiente del lecho

receptor

• Durante el transplante el 90% de los osteocitos pueden

sobrevivir a la isquemia

ALOINJERTO ÓSEO

• Soportar cargas mecánicas

• Resistir fallos en las zonas donde hace falta soporte

estructural

• Propiedades: osteoconductivas

ALOINJERTO ÓSEO

• Ventajas:

• Disponibilidad

• No se sacrifican estructuras del huésped

• No hay morbilidad del sitio donador

ALOINJERTO ÓSEO

• Desventajas:

• Posibilidad de enfermedades por transmisión (VIH,

VHB, VHC)

• Procesos utilizados para eliminar componentes

antigénicos tienen efectos sobres las propiedades

biológicas y biomecánicas

ALOINJERTO ÓSEO

Aloinjerto triturado

• Limitado soporte mecánico

• Estructura porosa facilita el crecimiento de los vasos

desde el lecho receptor

• Puede derivar del hueso esponjoso o cortical

• conservación mediante liofilización

ALOINJERTO ÓSEO

Aloinjerto corticoesponjoso y cortical

• Ofrecen soporte estructural

• Limitada actividad osteoconductiva

• Extracción del ilíaco, el fémur distal o la tibia proximal

(morfología variada)

• Conservación congelación a -70°C o mediante

liofilización

• Materiales con potencial generador de hueso:

• Extensor óseo

• Potenciador óseo

• Sustituto óseo

• Extensor óseo: material que permite la utilización de

una menor cantidad de injerto óseo con el mismo

resultado final o de la misma cantidad de injerto pero

cubriendo una mayor área de superficie para obtener

la misma tasa de fusión

• Potenciador óseo: sistema que en conjunto con el

injerto óseo aumenta las tasas de fusión utilizando la

misma o una menor cantidad de injerto

• Sustituto óseo: material que se puede emplear en

lugar del injerto y que obtiene tasas de fusión iguales

o mejores que el injerto óseo autólogo

FUNCIONES QUE DESEMPEÑAN LAS DIFERENTES

ALTERNATIVAS PARA INJERTOS ÓSEOS

Gazdag AR, Lane JM, Glaser D, Forster RA. Alternatives to autogenousbone graft: efficacy and indications J Am

Acad OrthopedSurg1995;3:1-8.

CERÁMICAS

• Hidroxiapatita y compuestos de fosfato más utilizados como materiales osteoconductivos

• Propiedades biomecánicas pobres con baja capacidad para soportar las solicitaciones en flexión y compresión

• Producir con facilidad fracturas del material

• Imposibilidad para realizar reconstrucciones que requieran estas propiedades

• La tasa de biorreabsorción es prolongada y afecta la remodelación ósea en el sitio de colocación

CERÁMICAS

• Fosfato tricálcico cerámica porosa que se convierte

parcialmente en hidroxiapatita una vez implantada

• Es más poroso y se reabsorbe más rápido que la

hidroxiapatita (ventaja para favorecer la remodelación

ósea)

• Biomecánicamente débil a las fuerzas de compresión

CERÁMICAS

• Hidroxiapatita coralina procesada por conversión del

fosfato cálcico de coral a hidroxiapatita cristalina

• Estructura muy similar a la del hueso esponjoso.

MATRIZ ÓSEA DESMINERALIZADA (MOD)

• Uso como agente osteoinductivo

• Se remueve del hueso sus componentes minerales y se

obtiene una mezcla de colágena tipo I y proteínas no

colágenas que incluyen factores de crecimiento

(proteínas morfogenéticas del hueso)

• No proporciona ninguna integridad estructural

• Potenciador de la fusión cuando se acompaña del injerto

óseo autólogo

MÉDULA ÓSEA NO FRACCIONADA

• Fuente de células madre osteoprogenitoras y factores de crecimiento que funcionan como reforzadores de la formación ósea

• Toma de la misma comparada con la de injerto autólogo es mucho menos agresiva por lo que la morbilidad de la toma del injerto es menor

• Puede ser aspirada de la cresta iliaca posterosuperior

• Se puede inyectar a nivel de una fractura o sitio de no unión estimulando la curación ya que contiene células madre mesenquimatosas

MÉDULA ÓSEA NO FRACCIONADA

• Capaces de diferenciarse en diferentes tipos de tejido mesodérmico además de hueso, incluyendo el cartílago, músculo y tejido conectivo

• Su diferenciación hacia una línea tisular en particular depende de señales inductivas específicas

• No ofrece ningún soporte estructural si se colocan solas los elementos osteogénicos tienden a esparcirse lejos del área donde son necesarias.

• Necesario combinarlas con materiales de potencial mayor para promover la formación ósea

PLASMA RICO EN PLAQUETAS

• Factor ß de crecimiento plaquetario y factor de crecimiento

derivado de las plaquetas

• Se obtiene una muestra de sangre del paciente y se concentra

en una matriz de fibrinógeno, se combina con trombina

formando un coágulo de fibrina

• Administra junto con un transportador osteoconductivo

formando un injerto óseo combinado

• Provoca migración de células madre mesenquimatosas al

sitiode la lesión

PROPIEDADES DE LOS INJERTOS ÓSEOS

Greenwald S, Boden S, Goldberg V, Khan Y, Laurencin C. Bone graft substitutes: facts, fictions and applications. J Bone

Joint Surg 2001; 83:S98-103.

INGENIERÍA DE TEJIDOS ÓSEOS

- Dada la demanda cada vez mayor de injertos óseos, han

surgidoalternativas al injerto óseo autólogo

- Los más utilizados son los aloinjertos y xenoinjertos

- Alternativas sintéticas conocidas como sustitutos óseos,

idealmente deben ser biocompatibles, biodegradables,

osteoconductivos, osteoinductivos, con una estructura similar al

hueso, de fácil uso y bajo costo

Injertos Óseos en Criugía Ortopédica

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