ORTOPEDICO-TRAUMATOLOGO - Mario Tangari - miniopen.it

Mario Tangari
ORTOPEDICO-TRAUMATOLOGO

Struttura ossea e
      osteoporosi:
   la mia teoria della
 “CHIAVE DI VOLTA”

   per una corretta
profilassi e trattamento
   delle fratture da
        fragilità.

FUNZIONE TESSUTO OSSEO

 Sostegno
 Protezione
 Metabolica

RESISTENZA OSSEA

 struttura e fisiologia

Materiali del tessuto osseo

    cristalli di idrossiapatite
    fibre collagene
    acqua

            Cellule                                          Osteone

  Hellmich, Ulm, Dormieux Biomechan Model Mechanobiol 2004

Materiali del tessuto osseo

   L’interazione di questi tre
       materiali determinano
         la caratteristica
      fondamentale dell’osso
                        “continuum micromechanics”:
                       per lo studio della deformazione
                   di un solido bisogna individuare le unità
                      elementari dei materiali costituenti

  Hellmich, Ulm, Dormieux Biomechan Model Mechanobiol 2004

Proprietà meccaniche
Il livello basale o blocco base della costruzione
ossea è lo strato minerale-collagene.
È costante nei diversi tipi di tessuto osseo e
tra le diverse specie.

       Particelle di fosfato                         Molecole di collageno
          di calcio con                                  a tripla elica

                                                                       crosslinks

    After WJ Landis et al., Micr. Res. Tech., 1996

Microstruttura ossea:
     stretta relazione tra componente
     minerale e collagene
                     Fibre ossee

                                   Collagene

                                      Minerale
                                   (idrossiapatite)

Landis et al, 1996

Proprietà meccaniche dell’osso

                                molla
                                                F
  modello solido
    standard
                           smorzatore viscoso

           materiali solidi + fluidi
                  =
           sistema visco-elastico

Proprietà meccaniche
del materiale osso

risponde al modulo di Young

     fase elastica-plastica-snervamento e
                     rottura

 Hellmich, Ulm, Dormieux Biomechan Model Mechanobiol 2004

Influenza della forma
sulla resistenza

                   ARCO

“L’Arco è una
costruzione
nata da due
debolezze dalla
cui unione risulta
una grande
forza”
Leonardo da Vinci

FORMA E RESISTENZA

      arco

Influenza della forma
sulla resistenza

Influenza della forma
sulla resistenza

CHIAVE DI VOLTA

ARCO

Teoria della “Chiave di volta”
(Tangari 2003)

Osso e archi

Spalla : a tutto sesto
Gomito: a sesto acuto
Polso: a sesto acuto
Testa femorale: a tutto sesto
Ginocchio: a sesto acuto
Tibia distale: a sesto acuto

RESISTENZA OSSEA

arco

       Circonferenziale a cupola

RESISTENZA

   ELEVATA AI POLI

RESISTENZA

  MINORE AI LATI

RESISTENZA OSSEA CORTICALE

•Spessore
•Porosità

RESISTENZA OSSEA CORTICALE

RESISTENZA DELL’OSSO
     SPONGIOSO
influenzata dalla microarchitettura

Connettività trabecolare

La resistenza alla compressione delle
trabecole interconnesse e disconnesse

       16kg
                               1 kg

                     Modified after Felsenberg, with kind permission

CONNETTIVITA’ TRA ARCHI

RESISTENZA OSSEA SPONGIOSA

 Numero di trabecole
 Spessore e diametro
  trabecolare
 Connettività trabecolare
 Separazione trabecolare

Resistenza ossea e
vascolarizzazione

Resistenza ossea e
vascolarizzazione

Resistenza ossea e
vascolarizzazione

TURNOVER OSSEO

  Gli Osteoclasti          Gli Osteoblasti
 demoliscono l'osso     ricostruiscono l'osso
dinamica fisiologica di rigenerazione
    dell'osso (omeostasi calcica)

RIMODELLAMENTO OSSEO
L’osso si rimodella continuamente nel corso della vita e in
particolare si sviluppa nelle zone soggette a sforzo e si
dissolve nelle zone dove non vi è carico. (legge di Wolf
1892)‫‏‬
L’effetto Piezoelettrico caratterizza la relazione tra
sforzo e potenziale elettrico dei solidi (crescita o
dissolvenza).
Mantenimento dell’omeostasi calcica.

Sotto l’influenza di fattori di origine
endocrina e metabolica
                   •   Il paratormone (PTH)
                   •   La calcitonina
                   •   L’ormone della crescita
                   •   Gli ormoni tiroidei
                   •   Gli ormoni sessuali
                   •   La vitamina D
                   •   La vitamina C
                   •   La vitamina A
                   •   L ossigeno
                   •   L’ossido nitrico

PERCHE’ LE OSSA SI ROMPONO?

       FRATTURA?

La forza supera la resistenza
o è diretta contro le linee di
forza dell’arco o diminuisce la
resistenza
    Carichi applicati all’osso

                                 FRATTURA?

           Resistenza ossea

   Bouxsein, 2001

ma cosa succede nell’osteoporosi?

   DISEQUILIBRIO: FORMAZIONE NON COMPENSATA

Perforazione trabecolare:
    potrebbe ridurre la resistenza
    dell’osso spongioso
                             Perforazioni trabecolari

Dempster and Lindsay, 1993

In che modo il rimodellamento
può predisporre alla fragilità ossea

      Riposo                                 Sito di rimodellamento

                             Le cavità di riassorbimento si
                            configurano come punti deboli
                    sulla superficie delle trabecole aumentando la
                                  probabilità di rottura
 Parfitt AM, 1991

L’osteoporosi produce
modificazioni della massa ossea
e dell’architettura trabecolare
                          Osteoporotico
       Normale

                     Disconnessioni orizzontali

  Dempster 2000

La perdita delle connessioni
determina una perdita di
resistenza

     cedimento strutturale

INTERRUZIONE CHIAVE DI VOLTA

INTERRUZIONE DELLA CHIAVE DI VOLTA

           FRATTURA

FRATTURA

apertura dei canali di Havers con
emorraggia ed edema

Riparazione Tissutale
                  Lesione della parete vasale

1. Aggregazione di piastrine                   2. Cascata coagulativa

                               Coagulo di fibrina

Liberazione di fattori di
   crescita?
 Sono proteine altamente specifiche
  essenziali per la crescita e la riparazione
  di tessuti umani
 Sono prodotte e secrete da cellule
 Agiscono attraverso recettori e cambiano
  il comportamento cellulare
 Le risposte cellulari ai fattori di crescita
  possono essere: migrazione,
  proliferazione, differenziazione,
  secrezione di molecole attive (es. fattori
  di crescita)

FATTORI SISTEMICI DI
CRESCITA
•Glucocorticoidi e ormoni sessuali – alti livelli
 di glucocorticoidi inibiscono la trascrizione
   genica degli osteoblasti e provocano una
   perdita di tessuto osseo. Gli estrogeni, al
  contrario, riducono il riassorbimento osso
•PTH – Regolazione della calcemia attraverso
  un meccanismo complesso che coinvolge
anche il riassorbimento osseo. Oltre ad una
  azione sugli osteoclasti, alti livelli di PTH
    inibiscono gli osteoblasti, mentre dosi
       intermittenti possono stimolarli.

1° STADIO                 EMATOMA
                SOSTANZE MITOGENE E DIFFERENZIATIVE

2° STADIO                TESSUTO DI GRANULAZIONE
             POI COMPARSA DI MACROFAGI ED OSTEOCLASTI

3° STADIO                 CALLO PROVVISORIO
   OSTEOBLASTI, CONDROBLASTI, TRABECOLE OSSEE A FIBRE INTRECCIATE
               ORIENTATE LUNGO I VASI, CALCIFICAZIONE

4° STADIO                    RIMANEGGIAMENTO
 FORMAZIONE DELL’ OSSO LAMELLARE MATURO E DELLA CORTICALE

 5° STADIO                  RIMODELLAMENTO
  RECUPERO DELLA FORMA ORIGINALE DELL’OSSO

Il processo di guarigione della frattura (fracture healing)

                                                    1. EMATOMA
                                                    La frattura causa emorragia, con presenza di eritrociti nei
                                                        tessuti adiacenti alla lesione. Dopo poche ore
                                                        dall’ematoma si forma il coagulo.

                                                                2. INFIAMMAZIONE
                                                                Le cellule infiammatorie (macrofagi e neutrofili) infiltrano il
                                                                    coagulo, fagocitando i tessuti vecchi o danneggiati e
                                                                    proteggendo i tessuti in riparazione dagli agenti
                                                                    patogeni.
Dep. AIFA in data 16/04/2010

Il processo di guarigione della frattura (fracture healing)

                                                 3. FORMAZIONE DI CALLO MORBIDO
                                                 Le cellule periostali prossimali alla frattura e i fibroblasti si
                                                     trasformano in condroblasti, con formazione di cartilagine ialina.
                                                 Le cellule periostali distali si sviluppano in osteoblasti e formano
                                                     tessuto osseo immaturo (3°-4° settimana dopo la frattura).

                                                          4. RIMODELLAMENTO A OSSO MATURO
                                                          Il callo morbido viene calcificato e successivamente rimodellato,
                                                               sino a riacquisire la primitiva struttura e resistenza
                                                               meccanica dell’osso normale. Questa fase può durare
                                                               settimane o mesi.
Dep. AIFA in data 16/04/2010

Colpiscono un soggetto anziano in genere con
               polipatologie:

                            •CARDIOPATIE
                           •BRONCOPATIE
                          •VASCULOPATIE
                           •NEOPLASIE
                             •DIABETE

EPIDEMIOLOGIA

le fratture da osteoporosi sono più
comuni dell’infarto miocardico,dell’ictus
e del cancro della mammella.
rischio 2-3 volte superiore nelle
donne rispetto agli uomini;
la presenza di una qualsiasi frattura
dopo i 50 anni di età indica, un rischio
quasi doppio di frattura del femore.

SITI PRINCIPALI DI
FRATTURA DA FRAGILITA’

   Vertebrale
    13%
  Non-Vertebrale 87%

                                                            8%
(dati ISTAT 2001 sulla pop. italiana ) - fratture totali: 1.657.705

Influenza del carico sul rischio
di frattura e’ evidente a livello
vertebrale

            carico

        frattura vertebrale

L’evento   trauma     ha    un    ruolo   meno
importante in questo tipo di frattura rispetto, ad
esempio, alla frattura di femore. La caduta al
suolo, infatti, è responsabile di circa 1/3 delle
fratture vertebrali mentre il rimanente numero è
dovuto ad un carico compressivo non tollerato
dalla   ridotta    massa    ossea   nei   movimenti   di
sollevamento, torsione o piegamento

Esempio di frattura vertebrale bifocale

EFFETTI DELL’OSTEOPOROSI
 SULLA COLONNA

Cifosi dorsale dovuta
 ad osteoporosi con
       fratture
 vertebrali multiple

Conseguenze delle fratture vertebrali
(modificazioni fisiche)
   Riduzione di altezza
   Sproporzione tronco-
    arti
   Ipercifosi dorsale
   Cifosi dorso-lombare
   Scomparsa lordosi
    lombare
   Sacro verticale
   Coste poggiate sul
    bacino

Crollo vertebrale
osteoporotico

   Esempio di frattura vertebrale ben evidenziabile radiograficamente.
   Notare la deformità a cuneo del corpo vertebrale.
   Evento acuto con dolore e limitazione funzionale;no deficit neurologici.

La frattura di femore specie nella popolazione
     anziana è causa non trascurabile di
     mortalità e disabilità

       gli esiti di frattura femorale
                    comportano

1.    Mortalità 5% in fase acuta
2.    Mortalità 15-20% entro un anno
3.    Disabilità deambulatoria
      permanente nel 20% dei casi
4.    30-40% acquisisce autonomia
      compatibile con le precedenti
      attività della vita quotidiana

AUMENTATI RISCHI
  INFETTIVOLOGICI
 Ulcere da
  decubito
 Cistiti da
  catetere
 Broncopolmoniti

Exitus
per scompenso
 emodinamico

L’OSTEOSINTESI
NELL’ANZIANO

  Rapida
   nell’esecuzione
  Poco aggressiva

CHIRURGIA
MININVASIVA

RAZIONALE

Non interferenza con la circolazione periostale
ed endostale e con la formazione del callo.

MININVASIVITA’
NELLE FRATTURE
VERTEBRALI

Vertebroplastica e
cifoplastica
  Introduzione, per via
   percutanea,          di
   metilmetacrilato
   (cemento) in un corpo
   vertebrale fratturato,
   con    lo   scopo    di
   aumentarne la rigidità
   e     la     resistenza
   meccanica al carico in
   compressione

Risultato radiografico

FRATTURE DELL’ANCA

                             mediali

                           laterali

La più grave e temibile frattura da fragilità

Frattura mediale o
sottocapitata

Frattura laterale o
pertrocanterica
            frattura
             extracapsulare (arto
             extraruotato)
            guarigione con callo
             osseo
            indicazione alla
             osteosintesi

Osteosintesi con chiodo

Altri siti di frattura da fragilità

E’ UN SISTEMA DI FISSAZIONE
POLIFUNZIONALE CARATTERIZZATO DALLA
POSSIBILITA’ DI UTILIZZARE FILI IN
ACCIAIO MODIFICATI PER LUNGHEZZA, APICE,
FLESSIBILITA’, MONTATI IN DIVERSE
CONFIGURAZIONI DI SINTESI E UNO
STRUMENTARIO DEDICATO.

 DONNA 60 ANNI
 PSICOLOGA
 FRATTURA DI
  POLSO
 PERDITA DI
  RIDUZIONE IN
  GESSO

SOLUZIONE

Paziente classe 1909

Frattura di spalla
   ANZIANA 94
    ANNI,CONDIZIONI
    SCADENTI
   CADUTA IN CASA
   FRATTURA
    OMOLATERALE
    SPALLA E POLSO
   TRATTAMENTO CON
    MIROS

SOLUZIONE ADOTTATA

RISULTATO CLINICO

Strategie sistemiche
Il PTH accelera il processo di guarigione
   della frattura :
    Promuovendo la condrogenesi
   Aumentando la dimensione del callo osseo
   Aumentando le proprietà meccaniche del
    callo
   Promuove l’osteointegrazione dei mezzi di
    sintesi

GENISTEINA
Sostanza naturale estratta dagli isoflavoni
di soia dosata dai 40 ai 54 mg max come
da letteratura ha dimostrato in pazienti
osteoponiche di aumentare la
mineralizzazione e la consistenza ossea
agendo in modo simile al 17 beta estradiolo
senza avere gli effetti collaterali di questi.

FISIOTERAPIA
 Il paziente fratturato specie se anziano
necessita di una rapida ed efficace
fisoterapia atta alla precoce mobilizzazione
che previene le complicanze quali le
tromboembolie e le ulcere da decubito, la
immediata ripresa della deambulazione e
perchè nò dell’ occupazione. La fisioterapia
del movimento è fondamentale nella
profilassi dell’osteoporosi e della frattura.

MOBILIZZAZIONE E
        LINFODRENAGGIO
Prevengono i tromboembolismi, le
  broncopneumopatie e le ulcere da decubito.

DEAMBULAZIONE ASSISTITA
Va concordata con lo specialista, meglio con
  l’operatore ,unico in grado di indicare la
  modulazione del carico.

TERAPIA VIBRANTE
Ha effetto antiedema per azione sul sistema
  linfatico e sul ritorno venoso, stimola la
  osteoinduzione per effetto piezoelettrico
  (Legge di Wolff).

Ultrasuoni
Ha effetto antiedema per azione sul sistema
  linfatico , antiinfiammatorio ed accelera i
  processi di guarigione della frattura.

TECARTERAPIA
Ha effetto antiinfiammatorio e miorilassante
  deve essere coadiuvata a mio avviso da
  terapia manuale quale il massaggio ed il
  taping.

MAGNETOTERAPIA
Ha effetto osteondittivo e antiosteoporotico.

Campi Magnetici di Biorisonanza a
        bassa intensità

Campi Magnetici di Biorisonanza a
        bassa intensità

Campi Magnetici di Biorisonanza a
        bassa intensità

Vantaggi del trattamento
    combinato nella osteoporosi
   Riduzione della incidenza di
    fratture
   rapidità di esecuzione
    (sintesi a cielo chiuso senza
    esposizione del focolaio di
    frattura)‫‏‬
   Più rapida ripresa e guarigione
    con ridotta incidenza di
    complicanze
    (sanguinamento,ulcere da
    decubito,infezioni ecc.)
   Sicura efficacia dei farmaci
    osteotrofici

E PER NON DIMENTICARE I
CONCETTI SULLA CHIAVE DI VOLTA!