Innovazione | Dal MIT di Cambridge, Massachusetts, un nuovo bio-materiale che ricopre le protesi per proteggerle e generare osso

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Anche se le protesi d’anca e di ginocchio sono progettate per durare diversi anni, circa il 17% dei pazienti operati subiscono una revisione entro i tre anni, una procedura che può causare gravi complicazioni per i pazienti anziani. Al fine di ridurre al minimo la necessità di questi re-interventi, un team di ingegneri chimici del MIT hanno sviluppato un nuovo rivestimento per gli impianti che potrebbe aiutare l’osso ad integrarsi ancora meglio con l’impianto del paziente, prevenendo premature revisioni. Lo studio è pubblicato sulla rivista Advanced MaterialsPaula Hammond del MIT e autore senior dello studio, ha spiegato: “Ciò consentirebbe all’impianto di durare molto più a lungo della sua vita naturale, con un minor rischio di fallimento o di infezione”.

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Secondo la Hammond il rivestimento potrebbe anche essere utilizzato per migliorare gli impianti dentali e aiutare a guarire le fratture. Il nuovo rivestimento costituito da una pellicola molto sottile che è tra 100 nanometri e un micron di spessore. Esso è costituito da strati di materiali che contribuiscono a favorire una rapida crescita dell’osso, come l’idrossiapatite, un componente naturale dell’osso che è fatto da calcio e fosfato. Questo materiale attrae cellule staminali mesenchimali del midollo osseo e fornisce un’interfaccia per la formazione di nuovo osso, mentre l’altro strato rilascia un fattore di crescita che stimola le cellule staminali mesenchimali a trasformarsi in cellule ossee produttrici chiamate osteoblasti. Questi ultimi genereranno nuovo tessuto osseo per riempire gli spazi circostanti l’impianto, fissandolo consistentemente all’osso esistente.

Fonte: MIT Journal

 

Innovazione | Creato un Bio-film che protegge le protesi in modo da ridurre il rischio di infezioni

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Il rischio più elevato per un chirurgo che si appresta ad eseguire una protesi è l’infezione. Questa si annida proprio sull’impianto e ne provoca il fallimento.
Alcuni ricercatori francesi hanno messo a punto un bio-film che protegge le protesi in modo da ridurre il rischio di questo evento avverso in modo considerevole.

Pur avendo diversi strati, il nuovo biofilm è spesso solo poche centinaia di nanometri e invisibile ad occhio nudo. Questi studiosi del Institut National de la Santé et de la recherete médicale descrivono il loro lavoro sulla rivista Advanced Materials Healthcare. Questo materiale è costituito da antimicrobici, antifungini e ha proprietà anti-infiammatorie e può essere utilizzato per coprire protesi in titanio, pacemaker e altri dispositivi medici.

I ricercatori hanno dimostrato che quando un impianto è rivestito con questa pellicola e viene a contatto con il sangue umano, la stessa impedisce alle cellule immunitarie di innescare marcatori infiammatori.

Il Dr Philippe Lavalle, direttore di ricerca presso l’Inserm, ha commentato “Il bio-film inibisce la crescita e la proliferazione di stafilococchi o funghi che di frequente causano infezioni correlate all’impianto”.

Fonte: MNT

Innovazione | Studiosi dell’Imperial College hanno sviluppato un nuovo materiale che imita le proprietà della cartilagine

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Gli studiosi dell’Imperial College di Londra hanno sviluppato un nuovo materiale che imita le proprietà shock-assorbenti e di resistenza al carico della cartilagine. Il nuovo materiale è in grado di simulare la cartilagine e, potenzialmente, favorire lo sviluppo della rigenerazione.

Questo nuovo materiale, una sorta di bio-vetro, è costituito da silice più un polimero e può essere realizzato in forma di inchiostro biodegradabile, consentendo ai ricercatori di renderlo utilizzabile per le nuove stampanti 3D ed usarlo come impalcatura in interventi di rigenerazione del tessuto osseo.

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Gli studiosi ritengono che in futuro si potrà progettare impianti di dischi di cartilagine sintetica in bio-vetro, che potrebbe vere le stesse proprietà meccaniche della cartilagine che sostituirà i dispositivi in metallo e plastica che sono attualmente disponibili.

Julian Jones, uno degli sviluppatori del bio-vetro, ha commentato: “Questo materiale è stato originariamente sviluppato negli anni ’60 durante la guerra del Vietnam come materiale da ricostruzione per i danni ai tessuti ossei. La nostra ricerca dimostra che una nuova versione di questo materiale potrebbe essere utilizzata come materiale simil-cartilagineo”.

Fonte: Opnews

 

Innovazione | Un nuovo materiale 3-D per la rigenerazione ossea

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Un gruppo di ricerca della Northwestern Engineering ha sviluppato un nuovo materiale per stampa 3-D per produrre un biomateriale sintetico che induce rigenerazione ossea. Una scoperta che potrebbe aiutare i pazienti pediatrici cui è molto difficile coprire i difetti di tessuto osseo. “Gli adulti hanno più opzioni quando si tratta di innesti ossei”, ha commentato il Prof. Shah, che ha guidato la ricerca. “I pazienti pediatrici no e spesso necessitano di più interventi durante la loro crescita”. Il nuovo studio, testato con cellule staminali umane all’interno di modelli animali, è stato pubblicato online il 28 settembre dalla rivista Science Translational Medicine.

Il biomateriale per stampa 3-D studiato dal Prof. Shah è una miscela di idrossiapatite e un polimero biodegradabile utilizzato in molte applicazioni mediche tra cui le suture. Le caratteristiche elastiche e la microporosità ne fanno un prodotto molto promettente per le applicazioni 3-D che sono all’orizzonte della medicina. “Quando si inseriscono le cellule staminali sulle nostre impalcature 3-D, esse si trasformano in cellule ossee. Questo accade in assenza di altre sostanze ostro-induttive”.

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“Siamo in grado di incorporare nella matrice antibiotici per ridurre la possibilità di infezione dopo l’intervento chirurgico”, ha detto Shah. “Siamo anche in grado di combinare l’inchiostro con diversi tipi di fattori di crescita, se necessario, per migliorare ulteriormente la rigenerazione. E ‘davvero un materiale multifunzionale “.

Uno dei maggiori vantaggi, tuttavia, è che il prodotto finale può essere personalizzato per il paziente. In tradizionali trapianti di osso autologo questo, dopo il prelievo per esempio dalla cresta iliaca, deve essere modellato e plasmato per adattarsi esattamente all’area dove è necessario. Quindi oltre un problema di adattamento meccanico questo procedimento è anche doloroso. Invece il modello 3D il paziente avrebbe il proprio innesto già compatibile con la sede e senza essere stato prelevato da un’altra sede del suo corpo con conseguente assenza di dolore post operatorio.

Shah immagina che gli ospedali potranno produrre i loro modelli 3D direttamente sul posto in fase di planning preparatorio, “questo potrebbe cambiare il mondo della chirurgia cranio-facciale e ortopedica in un imminente futuro”.

FonteOpnews

Scoperte | Cellule staminali possono essere utilizzate per rigenerare la cartilagine

Alcuni ricercatori del Columbia College Dental Medicine hanno identificato alcune cellule staminali che possono essere utilizzate come rigeneratrici della cartilagine.

Le cellule risiedono all’interno dell’articolazione temporomandibolare (ATM), che articola l’osso della mascella al cranio. Queste cellule staminali sono state manipolate in animali con degenerazione dell’ATM e hanno riparato il difetto cartilagineo con nuovo tessuto. I risultati sono stati pubblicati su Nature Communications questo mese.

“Questo è molto interessante anche in campo maxillo-facciale poichè i pazienti che hanno problemi con l’ATM sono molto limitati in termini di trattamenti clinici disponibili”, ha detto Mildred Embree, assistente dell’autore principale dello studio.

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Fino a 10 milioni di persone negli Stati Uniti, soprattutto donne, hanno disfunzioni articolari, secondo il National Institutes of Health. Opzioni per il trattamento attualmente includono sia l’intervento chirurgico che cure palliative ma non si può rigenerare il tessuto danneggiato.  Lo studio del Prof. Embree suggerisce che le cellule staminali potrebbero essere manipolate per ripararlo.

Il tipo di cartilagine dell’interno dell’ATM è fibrocartilagine e si trova anche nel menisco del ginocchio e nei dischi tra le vertebre. I ricercatori hanno preso anche in considerazione in passato anche il trapianto di cellule staminali da donatore ma ciò include problemi di rigetto, quindi sono particolarmente interessati a trovare il modo di utilizzare le cellule staminali che già vivono nel corpo del paziente.

In una serie di esperimenti descritti nel nuovo studio dal Prof. Embree sono state isolate cellule staminali di fibrocartilagine dell’ATM hanno dimostrato che queste possono formare cartilagine sia in laboratorio che su animali.

I risultati potrebbero portare a strategie per la riparazione di fibrocartilagine in altre articolazioni, comprese le ginocchia e dischi vertebrali.

FonteOpnews

 Perché scegliere l’accesso mininvasivo anteriore?

Spesso i pazienti chiedono quale sia la terapia di riabilitazione post-operatoriarelativa all’accesso anteriore mininvasivo e successivamente quali possano essere le attivà sportive compatibili o più semplicemente entro quali limiti si possa praticare del movimento.

Le caratteristiche peculiari dell’accesso mininvasivo anteriore, ovvero passare il tra i muscoli senza inciderli o staccarli, facilitano la ripresa del movimento poiché l’assenza di danno muscolare consente a tutti i muscoli  dell’anca di partecipare attivamente alla ripresa del movimento senza ostacolarne il processo grazie all’assenza di dolore.

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Non sarà necessario limitare alcuni movimenti per evitare il rischio di lussazioni poiché grazie alla integrità di tutti i muscoli coinvolti nei movimenti dell’anca questo pericolo non esiste

Inoltre la natura stessa dell’accesso, situato sul lato anteriore, previene questa evenienza poiché nei movimenti di flessione, ovvero quando ci si accuccia o ci si siede, l’escursione di movimento dell’anca volge verso i glutei, zona assolutamente non interessata dall’intervento.

Il passaggio anatomico inter-muscolare caratteristico della mininvasiva anteriore consente di lavorare sull’anca senza effettuare alcun distacco o incisione e ciò permette al paziente di poter contare sull’integrità dei motori muscolari, questo a vantaggio di tutti i movimenti e di attività sportive eventualmente praticate.

La via inter-muscolare

L’accesso chirurgico mininvasivo anteriore è una via anatomica che sfrutta l’interstizio tra i muscoli sartorio e retto femorale (medialmente) ed il tensore della fascia lata (lateralmente) per accedere all’anca, senza inciderli o staccarli. 

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Passare tra i muscoli senza inciderli o staccarli

Ogni altro accesso chirurgico all’anca, laterale (freccia azzurra) o postero-laterale (freccia verde) necessita l’incisione o il distacco delle inserzioni muscolari. Un passaggio anatomico inter-muscolare consente invece a chi pratica la mininvasiva anteriore di lavorare sull’anca senza effettuare alcun distacco o incisione. Tutto questo grazie anche all’impiego di nuovi impianti protesici e strumentari specifici

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Il risultato è una immediata ripresa funzionale e la consapevolezza di avere al loro posto integre, tutte le strutture muscolo-tendinee dell’articolazione. Questo protegge il paziente dal rischio di lussazione insito negli interventi di artroprotesi d’anca e accelera di conseguenza il recupero post-operatorio.

Chirurgia mininvasiva, nuove tecnologie ed una grande esperienza maturata in tanti anni di casi comportano vantaggi concreti. Vieni a conoscerli di persona.


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Approccio anteriore all’anca

Studi scientifici | Cellule staminali per rigenerare la cartilagine dell’anca

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Uno studio pubblicato dalla National Academy of Sciences, i ricercatori dimostra come sia possibile utilizzare le cellule staminali del paziente per far crescere nuova cartilagine attorno ad un apposito modello 3-D.

Come se non bastasse il team, che include alcuni ricercatori della Washington University School of Medicine di St. Louis, sostiene sia possibile programmare la cartilagine appena cresciuta fino a rilasciare molecole anti-infiammatorie atte a difenderla dal ritorno dell’artrite, la causa più comune del dolore all’anca.

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Secondo il National Institute of Arthritis, l’artrosi è la causa primaria del danno articolare all’anca e richiede un intervento chirurgico di sostituzione protesica della stessa. Ogni anno negli Stati Uniti vengono eseguiti più di 332.000 interventi chirurgici di sostituzione dell’anca.

Nella prospettiva futura di prevenire l’artrosi questa rappresenta sicuramente una delle strade maestre ma occorrerà attendere ancora per poterne sfruttare tutti i benefici. Si è solo all’inizio di questo tipo di terapie e la cautela è d’obbligo.

Fonte: medicalnestoday

Studi scientifici | Le cellule senescenti, il futuro per curare l’osteoartrite

L’osteoartrite (OA), nota anche come malattia degenerativa, è una condizione in cui la cartilagineil tessuto che protegge l’osso delle articolazioni – si logora, finendo per far sfregare direttamente le ossa una contro l’altra. Ciò può causare dolore, gonfiore, e limitata articolarità. La OA è la forma più comune di artrite negli Stati Uniti e colpisce circa 27 milioni di americani adulti.

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Non esiste una cura per l’OA, solo terapie che possono aiutare a gestire i sintomi. Queste includono farmaci anti-infiammatori non steroidei (FANS) e corticosteroidi (cortisone). Nei casi gravi si rendere necessaria la sostituzione protesica dell’anca, un intervento oggi molto diffuso e che grazie a nuovi materiali ed accessi chirurgici mininvasivi offe una rapida ripresa funzionale a vantaggio di pazienti sempre più giovani.

Uno studio cellulare sui ratti situato negli Stati Uniti qualche anno fà ha indicato una futura strada per la prevenzione ed il trattamento della OA. Per eseguire lo studio, il team ha utilizzato un modello di trapianto di cellule senescenti (cellule al termine del loro ciclo riproduttivo) . Ciò ha comportato un prelievo di cellule sia senescenti che non senescenti dalla cartilagine dell’orecchio dei topi, per poi iniettarle nelle articolazioni del ginocchio dei roditori.

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Nel corso di un periodo di 10 giorni, i ricercatori hanno scoperto che l’accumulo di cellule senescenti intorno alle articolazioni del ginocchio dei roditori ha causato loro una serie di sintomi e caratteristiche tipiche dell’OA, tra cui dolore, danni della cartilagine e mobilità compromessa.

L’assenza di tali sintomi è stata prerogativa dei campioni iniettati con cellule non senescenti. Questi risultati, dicono gli autori, forniscono la prova di un nesso causale tra la senescenza cellulare e la OA, oltre ad aprire la strada verso nuovi modi per ritardare, prevenire o trattare l’OA.

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Approccio anteriore all’anca

Scoperte | Identificata una nuova mutazione genetica connessa alla osteonecrosi del testa femorale

RI-MUHC
McGill University Health Centre (RI-MUHC)

Gli scienziati dell’Istituto di ricerca del McGill University Health Centre (RI-MUHC) hanno scoperto una nuova mutazione genetica legata alla osteonecrosi della testa femorale. Questa scoperta potrebbe consentire ai medici di identificare e trattare la malattia prima che si presentino i sintomi.

L’osteonecrosi o “morte dell’osso” della testa del femore è una grave malattia che è causata da interruzione del flusso di sangue nell’osso della testa. “Si tratta di una malattia gravemente invalidante che di solito è legata a fattori di rischio identificabili come i trattamenti glucocorticoidi, tumori del sangue e in alcuni rari casi, ad una causa genetica”, spiega il Dr Chantal Séguin, ematologo-oncologo presso la Bone Engineering and Vascular Biology Research Lab del RI-MUHC, e autore delll’articolo scientifico pubblicato sul Journal of Medical Genetics.

Attraverso gli studi specialistici condotti presso il MUHC’s Montreal General Hospital, guidati da Séguin e dal chirurgo ortopedico Ed Harvey, i ricercatori hanno diagnosticato l‘osteonecrosi avanzata in quattro di sei fratelli in una famiglia di discendenza europea. Il loro team ha scoperto una mutazione genetica su un gene chiamato TRPV4 (transient receptor potential vanilloidi 4). Il gene TRPV4 è noto a svolgere un ruolo critico nel controllo del flusso di sangue e lo sviluppo delle cellule delle ossa.

Fino a questa nuova scoperta, una sola altra mutazione era stata identificata in alcune famiglie di origine asiatica ed i risultati hanno avuto un potenziale limitato per la diagnosi precoce e la nuova terapia mirata. Anche se la vera origine della malattia è sconosciuta, ben 30.000 nuovi casi sono diagnosticati ogni anno negli Stati Uniti, e l’incidenza è in aumento. Molti pazienti sono sotto i 25 anni al momento della diagnosi.

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“L’identificazione di questo nuova mutazione contribuirà a rivelare i percorsi biologici che portano alla malattia, e contribuire allo sviluppo di nuove terapie che hanno come target la sua causa, piuttosto che i suoi sintomi”, il Dr Chantal Séguin.

Questa nuova scoperta potrebbe anche aiutare a comprendere meglio i meccanismi biologici nelle osteonecrosi indotte dall’uso di glucocorticoidi, o più comunemente, steroidi. I glucocorticoidi sono una famiglia di farmaci usati in tutto il mondo sia come un agente anti-infiammatorio che come farmaco importante in molti trattamenti chemioterapici. E ‘anche noto che le persone che utilizzano il farmaco steroideo per varie malattie sono a rischio e si stima che oltre 60 milioni di persone stanno attualmente assumendo questo farmaco in tutto il mondo.

Fonte: opnewsMcGill University Health Centre

Reference: Wayne Mah, Swapnil K Sonkusare, Tracy Wang, Bouziane Azeddine, Mihaela Pupavac, Jian Carrot-Zhang, Kwangseok Hong, Jacek Majewski, Edward J Harvey, Laura Russell, Colin Chalk, David S Rosenblatt, Mark T Nelson, Chantal Séguin. Gain-of-function mutation inTRPV4identified in patients with osteonecrosis of the femoral head. Journal of Medical Genetics, 2016