El menisco y los andamios meniscales para reemplazos meniscales parciales

by | 12 de Ene, 2023 | 0 comments

1.
Introducción

El menisco es la estructura dañada más común de la rodilla y representa casi un millón de casos de cirugías de rodilla realizadas anualmente solo en los Estados Unidos. Una meniscectomía completa (extirpación completa del menisco) fue el procedimiento más común realizado en 1.89 y fue el procedimiento estándar en los siguientes 80 años. Sin embargo, los estudios radiográficos de seguimiento desde finales de la década de 1.6. hasta la década de 1.80 informaron una alta frecuencia de artrosis de rodilla posterior a la meniscectomía.

El menisco funciona para transmitir carga, absorber golpes, estabilizar la articulación de la rodilla y nutrir la articulación. Una integridad completa del menisco es crucial para mantener la biomecánica normal de la rodilla y prevenir la aparición de artrosis prematura o traumática. La impresión 3. de silicona permite la sustitución artroscópica de los meniscos dañados, ya sea total o parcialmente, lo que permite al paciente volver al trabajo y deportes casi instantáneamente después de la cirugía.

Esta revisión resume la estructura meniscal, las propiedades biomecánicas, las lesiones meniscales, las características y los resultados clínicos de varios andamios meniscales sintéticos y biológicos biodegradables.

2.
Estructura meniscal y propiedades biomecánicas

2.1.
Anatomía de los meniscos

Los meniscos son un par de cojines fibrocartilaginosos que se asientan sobre la meseta tibial en la articulación de la rodilla. Actúan como cojines para las rodillas que transmiten el peso corporal uniformemente a través de las articulaciones de la rodilla, minimizando así las tensiones de contacto entre el fémur y la tibia y los daños a las superficies articulares. Las lesiones meniscales predisponen a las rodillas a desarrollar artrosis prematura (Figura 1..

El menisco se divide en 3.zonas, la zona roja-roja vascular más externa, la zona blanca-roja media y la zona blanca-blanca avascular más interna. -región blanca.

El menisco obtiene su riego sanguíneo limitado del plexo capilar perimeniscal dentro de los tejidos sinovial y capsular de la rodilla. Estos plexos, que se extienden de uno a tres milímetros sobre las superficies articulares de los meniscos, son ramas de las ramas inferior y superior de las arterias geniculadas lateral y medial.

El suministro vascular al menisco depende de la edad. En adultos, los desgarros que se producen en los 3.mm periféricos más vascularizados de los meniscos son más susceptibles de reparación y regeneración celular, a diferencia de los desgarros generalmente avasculares, a más de 5.mm de los meniscos. -unión sinovial, que no son reparables. Tanto para el menisco medial como para el lateral, la penetración vascular es de un 1.-3.% (Figura 2..

2.2.
Composición meniscal y características celulares

El menisco tiene una mezcla muy heterogénea de ECM y distribución celular. La MEC meniscal se clasifica por región. Más del 80% de la región rojo-roja está compuesta por colágeno tipo I en peso seco y el resto comprende colágeno tipo II, III, IV, VI y XVIII.

En la región blanca-blanca, el colágeno total comprende el 8. % del peso seco, y los tipos II y I de colágeno representan el 6. % y el 4. %, respectivamente (Figura 2..

2.3.
Lesiones de menisco y desarrollo de OA de rodilla

Las lesiones meniscales eventualmente pueden conducir a OA de rodilla y la OA de rodilla induce más desgarros meniscales, propagando así el círculo vicioso. Un menisco lesionado hace que el sinovio libere varias citocinas inflamatorias, que inducen cambios degenerativos dentro del cuerpo de la matriz y causan la extrusión meniscal de la rodilla. articulación. Estas extrusiones aumentan la tensión sobre el cartílago tibial y agravan aún más la lesión.[1..

De manera similar, las fibras de colágeno están dispuestas al azar en la región más superficial, radialmente en la capa intermedia y circunferencialmente en la capa más interna. Las fibras circunferenciales proporcionan tensión circunferencial contra las cargas de compresión ejercidas en la articulación de la rodilla (Figura 3.. Las fibras dispuestas circunferencialmente tienen una resistencia a la tracción de 5. a 3.0 MPa, mientras que las fibras dispuestas radialmente tienen una resistencia a la tracción de 3.a 8. MPa.

2.3.1.
Patrones de lesiones meniscales

Todas las lesiones meniscales se pueden clasificar en ocho categorías según la clasificación de Casscells, a saber, i) Longitudinal vertical (asa de cubo), ii) Transversal vertical (radial), iii) Desgarro horizontal (escisión), iv) Desgarro oblicuo (colgajo), v) desprendimiento de cuernos meniscales, vi) desgarro complejo, vii) degenerativo y viii) misceláneo (discoide),

Sin embargo, con fines terapéuticos, las lesiones meniscales pueden clasificarse clínicamente de forma sencilla en lesiones meniscales periféricas y lesiones avasculares centrales. El patrón de las lesiones meniscales también depende de la edad. Las lesiones traumáticas en los jóvenes y atletas generalmente dan como resultado patrones de desgarro longitudinal o patrón de desgarro vertical radial de espesor total. Estos desgarros suelen ocurrir en las zonas vasculares rojas-rojas y, por lo tanto, son más susceptibles de reparación. Por el contrario, los desgarros degenerativos en los ancianos suelen ser horizontales, intrasustancia y de naturaleza compleja. Estas lesiones son menos susceptibles de reparación.[2..

2.3.2.
Opciones de tratamiento de meniscos

Los tratamientos convencionales incluyen reparaciones meniscales, meniscectomías parciales, meniscectomías totales, reemplazos meniscales parciales, implantes meniscales porosos o reemplazos meniscales artificiales totales, aloinjertos y autoinjertos meniscales.[3.8].

Una meniscectomía parcial generalmente se realiza para lesiones meniscales irreparables o degenerativas. Sin embargo, el procedimiento reduce el área de contacto entre el cóndilo femoral y la plataforma tibial, lo que predispone a la rodilla a la osteoartritis.[9].

En consecuencia, se pone más énfasis en las técnicas de reparación y reconstrucción de meniscos. Los procedimientos de reparación varían desde técnicas de adentro hacia afuera, de afuera hacia adentro y todas las técnicas internas.[1.].

Mientras tanto, también se han experimentado estrategias reconstructivas que restauran las funciones meniscales, como los aloinjertos meniscales, los implantes de submucosa del intestino delgado (SIS) y los injertos de tendones autógenos.[1.-1.].

El primer trasplante de aloinjerto de menisco gratuito, realizado por MIlachowski y Wirth en 1.84. reduce el dolor y mejora las funciones de la rodilla en pacientes relativamente jóvenes después de un breve seguimiento. Sin embargo, sus efectos condroprotectores no han sido probados. Las preocupaciones sobre la transmisión de enfermedades, la contracción del injerto y el deterioro de las propiedades del material han obstaculizado su uso generalizado. [1.-1.]. Del mismo modo, el SIS y los injertos tendinosos autógenos no han obtenido resultados satisfactorios. [1.,1.].

3.
Propiedades mecánicas y transducción de fuerza del menisco

De la tabla 1. la región posteromedial del menisco tiene las propiedades de compresión y el módulo de tracción más bajos. Estos resultados, junto con la relativa inmovilidad de los cuernos posteriores del menisco, como se muestra arriba, explicarían las frecuentes ocurrencias de la mayoría de los desgarros traumáticos clínicos en estos casos. regiones.

3.1.
El efecto de la flexión de la rodilla en el área de contacto de la rodilla y las fuerzas articulares

Al ocupar el 6.% de las áreas totales de contacto entre el fémur y la tibia, los meniscos distribuyen uniformemente las fuerzas del cartílago articular subyacente, minimizando así el punto de contacto. El área de contacto disminuye un 4., con un aumento simultáneo de las fuerzas de contacto, por cada 3. grados de flexión de la rodilla.

Los meniscos soportan del 4. al 5. % de la carga total transmitida a través de la articulación de la rodilla en extensión y el 85.% de la carga total transmitida a través de la articulación de la rodilla con una flexión de 90 grados. En flexión completa de la rodilla, el menisco lateral y el menisco medial transmiten el 1.0 % y 5.% de la carga respectivamente.

El movimiento meniscal permite la máxima congruencia durante la flexión de la rodilla y ayuda a proteger los meniscos de lesiones. En el estudio de Vedi V et al. [1.], se estudió el movimiento meniscal mediante resonancia magnética dinámica: Con carga de peso, el cuerno anterior del menisco medial se mueve en una media de 8.1.mm, el cuerno posterior se mueve 3.9 mm y 3.6.mm de desplazamiento radial mediolateral. Al soportar peso, el cuerno anterior del menisco lateral se mueve 9,5.mm, el cuerno posterior se mueve 5.6.mm y hubo 3.8.mm de desplazamiento radial. Esta inmovilidad relativa del cuerno posterior del menisco medial puede explicar su susceptibilidad a lesiones y desgarros. . Con suficiente estrés, generalmente de naturaleza rotatoria en una rodilla flexionada que soporta peso, cualquiera de los meniscos puede desgarrarse en la sustancia o en su inserción periférica.[2.,2…

Al ser un estabilizador secundario de la rodilla, los meniscos confieren cierta estabilidad a las rodillas normales y especialmente a las rodillas con deficiencia de ligamentos. Los meniscos están conectados anteriormente por el ligamento transverso y se unen periféricamente al ligamento capsular en el lado medial y lateral de la articulación de la rodilla y sus cuernos en el área intermedia de la tibia.

3.2.
El efecto de la meniscectomía (extirpación del menisco) sobre las fuerzas de contacto

Tanto Paletta como Kurosawa et al. informaron una disminución del 5. % en el área de contacto total y un aumento correspondiente del 2.0 % al 3.0 % en la carga de contacto local máxima, después de una meniscectomía total. En consecuencia, la meniscectomía parcial (1.% a 3.%) conduce a un aumento de más del 3.0% en las fuerzas de contacto sobre el cartílago articular.[8,2.].

4.
Andamios de menisco

4.1.
4.tipos de materiales para la fabricación de andamios meniscales

4.1.1.
Materiales derivados de tejidos: Materiales derivados de tejidos que incluyen tejido perióstico, submucosa del intestino delgado, tejido meniscal porcino acelular y tejido descelularizado o matriz extracelular (ECM). Estos materiales, al ser biocompatibles y bioactivos, proporcionan un entorno natural para la adhesión celular, la migración y la deposición de ECM. Las desventajas son el suministro limitado y las malas propiedades mecánicas.

Los andamios SIS sembrados con condrocitos, en comparación con los andamios de ácido coglicólico poliláctico (PLGA), produjeron un mayor contenido de GAG ​​sulfatado e hidroxiprolina. A diferencia de los aislados de dermis humana, bovina fetal y reticulada, SIS también demostró una retención, infiltración y viabilidad preferenciales de las células meniscales caninas. Además de las desventajas mencionadas anteriormente, los tamaños de poro óptimos de 1.0 a 1.0 micras son difíciles de lograr con SIS.

Los armazones meniscales descelularizados proporcionan un microentorno celular y una geometría meniscal adecuados. El armazón meniscal descelularizado se puede obtener en primer lugar mediante un procedimiento complejo que comprende congelación, descongelación, SDS y desinfección, como se describe por Stapleton et al.[2.] Estable et al. [2.]posteriormente aplicó oxidación para mejorar la porosidad del andamio y Maier et al.[2.]utilizaron un proceso enzimático para reducir la inmunogenicidad del andamio. Finalmente, se usaron factores de crecimiento y BMP humanas recombinantes para inducir y mejorar la migración de condrocitos en los andamios.

Azhim et al.[2.]también ha utilizado un sistema de descelularización por sonicación neotérico para fabricar un andamio meniscal bovino. A pesar de tener buenas propiedades mecánicas, el proceso de sonicación cambia significativamente la ECM nativa y la disposición de las fibras de colágeno.

4.1.2.
Componentes de la matriz ECM: Los componentes de la matriz ECM son sustancias de origen natural como el colágeno, los proteoglicanos y la elastina. Regen Biologics moldeó a presión y calor un tendón de Aquiles bovino en un implante de menisco de colágeno Mena flex-a (CMI). Un estudio de seguimiento de 1. años mostró alivio del dolor y mejora funcional en las articulaciones de la rodilla. Sin embargo, los procesos de contracción y remodelación de estos aloinjertos pueden eventualmente comprometer la resistencia mecánica del implante. Su efecto condroprotector está aún por demostrar.

Mena flex (CMI) CMI es un colágeno tipo I purificado aislado del tendón de Arquiles bovino, el resto está compuesto de GAG ​​que incluyen sulfato de condroitina y ácido hialurónico. Se entrecruza químicamente con formaldehído y se esteriliza mediante radiación gamma.

Estudios clínicos comparativos de seguimiento, con duración que varía…

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