Los aloinjertos osteocondrales (AOC) conservados en fresco de forma prolongada en el tiempo, se presentan como una opción viable para el tratamiento de grandes lesiones condrales y osteocondrales.
ObjetivosLa viabilidad de los condrocitos disminuye sustancialmente cuando los aloinjertos son almacenados durante más de 15 días. El objetivo de este trabajo es validar la viabilidad y los resultados clínicos y funcionales del trasplante de AOC almacenados a 37°C en un medio de cultivo celular, aplicado en defectos de cartílagos de la rodilla, definiendo los medios y límites del almacenamiento de los aloinjertos entre 15 y 28 días después de la extracción.
Pacientes y métodoEste estudio presenta el resultado de 20 pacientes consecutivos, operados entre los años 2003 y 2019, a quienes se les practicó un aloinjerto osteocondral conservado en fresco, implantado sobre defectos de cartílago del cóndilo femoral y rótula. El tiempo de seguimiento mínimo fue de 10 años y máximo de 17. La edad media de los pacientes era de 29 (14-44) años.
Los datos de control clínico fueron recogidos usando los protocolos International Knee Documentation Committee (IKDC) (específico de rodilla), Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score (KOOS). Asimismo, se evaluó el grado de satisfacción. El control del cartílago se realizó mediante International Cartilage Repair Society Score (ICRS) y Oswestry Arthroscopy Score (OAS). Las evaluaciones radiológicas se realizaron mediante RMN y TAC helicoidal.
ResultadosSe observaron mejoras estadísticamente significativas, p<0,0001 para el IKDC: 30-65; los 5 componentes del protocolo KOOS: dolor: 66-85; síntomas específicos: 72-82; actividades de la vida diaria: 74-91; función deportiva y recreativa: 37-70; relacionado con la rodilla, la calidad de vida: 25-60. En lo que respecta al grado de satisfacción el 89% respondía estar satisfecho o muy satisfecho.
Los resultados ICRS y OAS, todos los pacientes pasaron del grado IV al grado I, menos uno que en la actualidad está en el grado IV.
La incorporación del injerto en la zona receptora ocurrió a los 3 meses, comprobado mediante TAC helicoidal y RMN.
ConclusiónLos trasplantes de aloinjerto osteocondral conservados en fresco a 37°C se establecen como una solución a largo plazo para el tratamiento de defectos osteocondrales localizados en la rodilla.
Osteochondral allografts (OA) kept fresh for a long time, are presented as a viable option for the treatment of large chondral and osteochondral lesions.
GoalsChondrocyte viability decreases substantially when allografts are stored for more than 15 days. The objective of this work is to validate the viability and clinical and functional results of OA transplantation stored at 37°C in a cell culture medium, applied in cartilage defects of the knee, defining the means and limits of allograft storage, among 15 and 28 days after extraction.
Patients and methodThis study presents the results of 20 consecutive patients, operated between 2003 and 2019, who underwent a fresh-preserved osteochondral allograft, implanted on cartilage defects of the femoral condyle and patella. The minimum follow-up time was 10 years and the maximum 17. The mean age of the patients was 29 (14-44).
The clinical control data were collected using International Knee Documentation Committee (IKDC) (knee-specific), Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score (KOOS) protocols. Likewise, the degree of satisfaction was evaluated. Cartilage control was performed using the International Cartilage Repair Society Score (ICRS) and the Oswestry Arthroscopy Score (OAS). Radiological evaluations were performed using MRI and helical CT.
ResultsStatistically significant improvements, P<.0001, were observed for the IKDC: 30-65; the 5 components of the KOOS protocol, pain; 66-85; specific symptoms: 72-82; activities of daily living: 74-91; sports and recreational function: 37-70; related to the knee, quality of life: 25-60. Regarding the degree of satisfaction, 89% answered being satisfied or very satisfied.
The ICRS and OAS results, all patients went from grade IV to grade I, except for one who is currently in IV.
The incorporation of the graft in the recipient area occurred at three months, verified by helical CT and MRI.
ConclusionOsteochondral allograft transplants stored fresh at 37°C are established as a long-term solution for the treatment of localized osteochondral defects in the knee.
Los aloinjertos osteocondrales (AOC) fueron usados por primera vez, en 1908 por Lexer1, para restaurar las superficies articulares.
Posteriormente, ya en la década de los 70, emergen 2 escuelas que lideran el estudio de estos procedimientos, una en Canadá (Toronto), Gross et al., inician su experiencia con los AOC en las reconstrucciones postraumáticas y en los tumores periarticulares2,3.
La otra escuela radicada en San Diego, EE. UU., Meyers et al. emplearon por primera vez esta técnica para el tratamiento de enfermedades específicamente condrales y osteocondrales4.
Posteriormente, en la década de los 90, se sientan las bases para el tratamiento de los defectos articulares de la osteocondritis disecante5 y osteonecrosis6, mediante aloinjertos osteocondrales en fresco.
Ya en el presente siglo, y dada las expectativas creadas sobre este tipo de procedimientos, se publican multitud de estudios científicos en ciencias básicas, sobre la conservación, inmunogenicidad y viabilidad de los aloinjertos7–10, y de revisiones clínicas con un seguimiento a muy largo plazo de hasta 22 años11.
Se impone que, en los injertos, como alternativa, se realice el trasplante con aloinjertos bien en fresco, implantados de forma inmediata a su extracción o bien tras su almacenamiento12.
En la actualidad se discute cuál es la mejor manera de conservar el injerto. previo a su trasplante, bien a 4°C, estudiándose por diferentes métodos la viabilidad de los condrocitos y resultados clínicos13,14, o bien a 37°C conservado en un medio de cultivo celular en incubadora de CO215,16.
Otro concepto a tener en cuenta es la respuesta inmunológica del receptor al aloinjerto promovida básicamente por el hueso esponjoso17.
Pero en el caso del cartílago, este no produce reacción inmunógena, en tanto en cuanto esté intacto, esto es, los condrocitos estén dentro de la barrera que es la matriz extracelular18.
No menos importante es el estudio de viabilidad del aloinjerto previo al trasplante, por eso es importante establecer métodos de evaluación de la calidad del injerto, que en este caso depende de la viabilidad de los condrocitos10,19–21.
Pacientes y métodosLos donantes se obtienen dentro del Programa de Trasplantes del Hospital Universitario Marqués de Valdecilla (HUMV) y concretamente se aplica el protocolo de extracción de hueso del Banco de Sangre y Tejidos de Cantabria, en este caso los cóndilos femorales y una rótula que se obtienen bajo estrictas condiciones asépticas en el quirófano, máximo 12h después de que el soporte vital haya sido retirado al donante.
Las piezas osteocondrales obtenidas de donantes, se conservan en medios de cultivo, siendo el medio Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) suplementado con el 20% de suero del propio paciente, L-glutamina 20Mm, antibióticos y antimicóticos (penicilina 100U/ml, estreptomicina 100μg/ml y anfotericina B 2,5μg/ml), y se incuba a 37°C en una incubadora de CO2 al 5%. El medio de cultivo deberá ser reemplazado 2 veces a la semana, en una campana de flujo laminar, momento en el cual se realizará un control microbiológico. Asimismo, se realizan controles de viabilidad celular mediante sales de tetrazolio, durante el periodo de almacenamiento20,21.
Tras un periodo mínimo de 15 días de cultivo in vitro, los cóndilos femorales están listos para ser empleados con seguridad, como injertos osteocondrales.
Todos los donantes son sometidos a un estudio, con el objeto de detectar algún tipo de enfermedad de transmisión, tanto bacteriana, como viral. Especial cuidado se debe tener en las enfermedades con períodos ventana como el HIV y el HCV.
Es destacable en este tipo de injertos la bajísima incidencia de rechazo, no siendo necesario ni el tipaje HLA ni ABO del donante ni del receptor, ni tampoco la inmunosupresión preventiva.
El estudio contó con el visto bueno de la Comisión de Ética de Investigación Clínica del HUMV de Santander, Cantabria.
Selección de receptoresPacientes preferentemente jóvenes, 28 años de media (14±44), que presenten lesiones osteocondrales. En el estudio, participaron 20 pacientes, con un seguimiento de más de 10 años En cuanto a la distribución por género, nos encontramos con un 50% de varones (N=10) y un 50% de mujeres (N=10).
En cuanto a la etiología de las lesiones, el 90% de los casos fueron osteocondritis disecante, un 5% de las lesiones fueron ocasionadas por arma de fuego y la condropatía patelar grado IV supuso el restante 5%.
El 90% de los pacientes habían sufrido previamente una o más intervenciones (incluidas las artroscopias, fijaciones tipo AK, tornillos tipo Herbert y Ortosorb, además de microfracturas y perforaciones tipo Pridie).
Las indicaciones para estos procedimientos en nuestra serie fueron los grados IV de lesiones OC traumáticas, osteocondritis disecante severa con fragmento desvitalizado o suelto (grados III y IV) de cóndilo femoral clasificación International Cartilage Research Society (ICRS) siendo el tamaño mínimo para la inclusión de 1,8cm2, y no valorando ningún otro tipo de gesto quirúrgico en esta serie22. En nuestra serie la lesión primaria fue de 3,9cm2 de media (rango: 1,8-6cm2). El tamaño del injerto fue de 3,75cm2 (rango: 1,5-6cm2). La antigüedad del injerto desde su extracción hasta su implantación fue desde 15-28 días (tabla 1).
Características de los pacientes y detalles del aloinjerto
| Total (N=20) | |||
|---|---|---|---|
| Genero | |||
| Femenino | 10 | (50) | |
| Masculino | 10 | (50) | |
| Edad | 29 | (14-44) | |
| Diagnóstico | |||
| Osteocondritis disecante | 18 | (88,89) | |
| Traumática | 1 | (5,56) | |
| Degenerativa | 1 | (5,56) | |
| Localización | |||
| Cóndilo femoral Interno | 18 | (88,89) | |
| Cóndilo femoral eterno | 1 | (5,56) | |
| Patela | 1 | (5,56) | |
| N.° de cirugías previas | |||
| 0 | 9 | (50) | |
| 1 | 7 | (38,89) | |
| 2 | 1 | (5,56) | |
| 3 | 1 | (5,56) | |
| N.° de injertos | |||
| 1 | 18 | (88,89) | |
| 2 | 2 | (11,11) | |
| Área total del injerto cm2 | 3,75±1,02 | (1,8-6,0) | |
| Antigüedad del injerto (días) | 20,5 | (15-28) | |
Las variables se representan como media±SD (rango) o n.° (%).
Es importante que no existan ni lesiones en espejo, ni alteraciones en el eje, ni tampoco lesiones ligamentosas, de ser así, debemos corregir previamente dicha alteración.
No existieron complicaciones postoperatorias, ni infecciones.
La técnica quirúrgica practicada, consiste en una artrotomía de rodilla, interna o externa, efectuando a continuación, la preparación de la zona dañada, según la técnica Maxioats® (Artrhex®)23 (figs. 1 y 2).
Dos pacientes requirieron un tallado especial del injerto, pues la técnica Maxioats®, no cubría el defecto; uno de ellos, recibió un doble injerto y al año, control artroscópico del injerto (figs. 3 y 4); en otro caso se tallo de forma artesanal, dado el defecto que presentaba, siendo fijado con 2 tipo Herbert (figs. 5 y 6).
En un caso la técnica quirúrgica se realizó completamente de forma artroscópica.
Se creó un protocolo de seguimiento de diagnóstico por la imagen. Dicho protocolo pretende la evaluación prequirúrgica y posquirúrgica de la lesión, analizando en el segundo caso las 3 etapas del proceso de curación de los injertos trasplantadas: proliferativa, transicional y de maduración. El método consistió en primera exploración RMN en el mes anterior a la cirugía, a los 3 a los 6 y a los 12 meses después de la cirugía.
En la RMN, en alguna ocasión se utilizó con contrastes de gadolinio-DTPA, pueden describir cambios biomecánicos y bioquímicos asociados con la degeneración de la matriz condral. Además, con cortes específicos para el cartílago demuestran la estrecha relación entre los defectos condrales, la sintomatología clínica y la probabilidad de progresión de los síntomas24.
Asimismo, utilizamos el TAC helicoidal para controlar la integración ósea en la zona huésped/donante, comprobando la existencia o no de puentes óseos a los 3 y 6 meses.
Existen diferentes métodos de evaluación clínica, en nuestro caso elegimos como método de seguimiento clínico los protocolos elegidos fueron: International Knee Documentation Committee (IKDC) (específico de rodilla)25, Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score (KOOS) y protocolo de satisfacción. La evaluación de la calidad de la reparación del cartílago se realizó el control mediante International Cartilage Repair Society Score (ICRS), en los casos que realizamos una segunda artroscopia, en 8 pacientes aplicamos el Oswestry Arthroscopy Score (OAS)26.
Las evaluaciones radiológicas se realizaron mediante RMN y TAC helicoidal.
El análisis estadístico se realizó mediante SPSS® versión 11.5 (SPSS, Inc, Chicago, IL, EE. UU.). Los resultados se consideraron estadísticamente significativos cuando p<0,05.
ResultadosLa primera intervención de la serie de 40 casos, la realizamos en el año 2003 y la última en el año 2019. Incluimos en este estudio los que llevan un seguimiento mínimo de 10 años; los pacientes más antiguos de la serie tienen 17 años de seguimiento,
Los pacientes fueron sometidos a los protocolos de seguimientos clínicos y radiológicos. El uso del protocolo IKDC, y más concretamente el formulario de evaluación subjetiva de la rodilla25, pone en evidencia una mejoría clara, teniendo una media preoperatoria de 30 y postoperatoria una media de 62, sobre un máximo de 79 (N: 20); p<0,0001. Los 5 componentes del protocolo KOOS: dolor: 66-85; síntomas específicos: 72-82; actividades de la vida diaria: 74-91; función deportiva y recreativa: 37-70; relacionado con la rodilla, la calidad de vida: 25-60. En lo que respecta al grado de satisfacción el 89% respondía estar satisfecho o muy satisfecho. En lo que respecta al grado de reparación del cartílago (ICRS), la modificación de la lesión condral, 19 pacientes pasaron del grado IV al grado I y otro está actualmente en el grado IV. Estos resultados los obtuvimos mediante RMN24, con cortes específicos para el cartílago, incluso con contrastes de gadolinio-DTPA.
En los casos que realizamos una segunda visión por artroscopia, observamos la supervivencia del injerto implantado, integración de los bordes, y el aspecto macroscópico de la superficie del cartílago, utilizamos el protocolo OAS, siendo este complementarios a los resultados ICRS (tabla 2).
Resultado sobre 20 rodillas con aloinjertoa
| Protocolos | Preoperatorio | Resultados | Valor de p* |
|---|---|---|---|
| IKDC | 30,7±9 | 65,2±13,8 | <0,0001 |
| KOOS | <0,0001 | ||
| Síntomas | 62,5±18,0 | 82,5±15,5 | |
| Dolor | 66,5±18,6 | 85,3±16,3 | |
| Actividades de la vida diaria | 74,5±18,9 | 91,1±14,7 | |
| Deporte/ocio | 37,8±22,6 | 70,2±26,4 | |
| Calidad de vida | 25,4±17,6 | 60,0±24,3 | |
| ICRS | Grado IV: 20 pacientes | Grado I: 18 pacientes | |
| OAS | Grado II: 2 pacientes | ||
| Satisfacción | |||
| Muy satisfecho | 67,7 | ||
| Satisfecho | 21,3 | ||
| Algo satisfecho | 5,5 | ||
| Algo insatisfecho | 3,0 | ||
| Insatisfecho | 2,4 |
ICRS: International Cartilage Research Society; IKDC: International Knee Documentation Commitee; KOOS: Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score; OAS: Oswestry Arthroscopy Score.
Hay que reseñar que todos los pacientes estaban de alta a los 6 meses salvo un caso, el de la lesión por arma de fuego que hubo que reintervenir pues fracasó parcialmente el injerto, y hubo que realizar otro aloinjerto en el defecto resultante estando en la actualidad en grado I; en el caso de la paciente del trasplante de rótula se le practicó una artrólisis evolucionando favorablemente
A otros 2 pacientes se le practicó una osteotomía, uno al año y otro a los 6 años, pues el pinzamiento interno había progresado, este último al cual habíamos perdido en el seguimiento, es el que ha progresado peor y está pendiente de artroplastia.
La medición radiográfica postoperatoria se realizó mediante estudios simples anteroposterior y lateral de la articulación, para comprobar la correcta implantación del injerto en todos los casos no observándose desprendimientos ni movilizaciones posteriores salvo en un caso que se hundió levemente el injerto debido a una integración parcial.
El seguimiento para comprobar la integración de la zona receptora con el injerto se realizó mediante la TAC helicoidal observándose que, en todos los casos, a los 3 meses existen puentes óseos suficientes como para considerar que el injerto está integrado; en un caso al mes y medio se observó puentes de integración ósea; este es un método muy útil para evaluar de forma directa, la integración ósea del injerto en el lecho receptor.
Por otra parte, la RMN nos sirvió para comprobar la disminución paulatina del edema óseo, en la interfase injerto-zona receptora, el cual disminuía progresivamente, en sucesivos controles (3-6 meses) en todos los casos (fig. 7).
Por último, en los casos que se practicó una artroscopia de control, a 3 de ellos realizamos control del injerto mediante biopsia, siendo el resultado de cartílago hialino maduro. En todos los casos realizamos estudio de viabilidad preimplante mediante las sales de tetrazolio, confirmamos en todos los casos la viabilidad del injerto. Aparte de esto y como control accesorio, en un caso añadimos un estudio genético preimplante del cartílago conservado, siendo el resultado la expresión de genes específicos de condrocitos (fig. 8).
Discusión
La presencia de condrocitos viables en este tipo de procedimientos es esencial puesto que los condrocitos son fundamentales para el mantenimiento de la matriz extracelular y prevenir la degeneración del injerto en el tiempo.
Uno de los factores que puede comprometer la efectividad en estos procesos es la muerte celular programada (apoptosis), que ocurre tanto en el almacenamiento y preparación como en la implantación. Recientes estudios indican que el índice de apoptosis es la responsable de la muerte de los condrocitos asociada a los trasplantes27.
En consecuencia, es importante establecer métodos de evaluación de la calidad del injerto, que en este caso depende de la viabilidad de los condrocitos. A pesar de la importancia del conocimiento de la viabilidad no existe un método cuantitativo para determinar la viabilidad celular antes de la utilización del injerto para el trasplante. En nuestro caso empleamos las sales de tetrazolio para este fin, método por otra parte ya contrastado20,21.
Desde que en la década de los 70 comenzaron con los trasplantes osteocondrales, las lesiones osteocondrales, osteonecrosis y osteocondritis disecantes son tratadas en la actualidad y cada vez más, mediante trasplantes osteocondrales2–6.
Los trasplantes OC son técnicas en auge, con resultados muy buenos, que alcanzan a más de un 80% de los casos publicados, incluidas las lesiones postraumáticas2,3,5,7.
En la actualidad se han ido ampliando las indicaciones de los trasplantes, incluso a las lesiones bipolares28, a injertos masivos articulares29 y como medio de rescate cuando fracasan los tratamientos de primera elección30.
La alternativa al autoinjerto es realizar el trasplante con aloinjertos, bien en fresco, implantados de forma inmediata a su extracción5,12 o bien tras su almacenamiento13.
En primer lugar, se debe tener en cuenta el tamaño y la localización de la lesión, así como la existencia de alteraciones en los ejes mecánicos, insuficiencias ligamentosas y lesiones meniscales que es preciso reparar previamente.
Los resultados clínicos y la supervivencia del aloinjerto, depende de la presencia de condrocitos viables que permitan la remodelación de la matriz extracelular del cartílago, después del trasplante. En este caso se ha discutido cuál es la mejor manera de conservar el injerto previo a su trasplante, en suero Ringer lactato a 4°7 o bien en medios de cultivo a 37°C.
Por nuestra parte elegimos el almacenamiento en medio de cultivo celular en incubadora a 37°C16,17.
En nuestro caso y como hemos podido demostrar, la supervivencia del cartílago en perfectas condiciones en un medio de almacenamiento como es el DMEM y en una incubadora 37°C, por lo menos hasta los 28 días20.
En los trasplantes que realizamos, la antigüedad del injerto desde su extracción hasta su implantación fue de mínimo 15 días y de máximo 28 días.
Publicaciones más recientemente destacan la superioridad de la conservación a 37°C sobre los 4°C en medio experimental en animales16,31, concluyendo que el almacenamientos de los AOC a 37°C protegen de forma especial a la capa superficial del cartílago, la cual es la más sensible y vulnerable, aumentando las tasas de viabilidad de los condrocitos en el tiempo.
Nuestro estudio es una serie de casos retrospectivos, no hubo grupo de control disponible en comparación con otras posibles modalidades de tratamiento, aunque este método se suele considerar como una opción de último recurso, los estudios raramente comparan esta técnica con otras que restablecen el cartílago.
ConclusionesEl trasplante osteocondral alogénico, conservado en fresco a 37°C, es un método seguro y efectivo como tratamiento de las lesiones osteocondrales sintomáticas de la rodilla en pacientes jóvenes.
Esta técnica tiene la ventaja de trasplantar cartílago hialino viable y maduro, que es mecánicamente estable, en base a una conservación optima en un medio de cultivo a 37°C.
En un seguimiento mínimo a 10 años el trasplante osteocondral se encuentra bien integrado, como se demuestra en los controles por la imagen y consiguiendo un buen control del dolor y de la función articular
Nivel de evidenciaNivel de evidencia IV.
Conflicto de interesesLos autores declaran que no existe ningún conflicto de intereses.
