Tecniche rigenerative del ginocchio

Recentemente, grazie allo sviluppo dell’ingegneria tissutale, è stato possibile sviluppare, anche per le lesioni osteo-condrali, tecniche di medicina rigenerativa: il principio è quello di sfruttare le capacità delle cellule di differenziarsi e di replicare, al fine di ricostituire tessuti del tutto analoghi a quelli lesionati.

Trapianto di condrociti autologhi

La tecnica del trapianto di condrociti autologhi è stata sviluppata in origine a partire dagli esperimenti sulle lesioni focali osteo-condrali dei conigli da Grande et al. nel 1989. Essi dimostrarono che, nei difetti in cui era stato effettuato il trapianto, era stata ricostruita una significativa porzione di cartilagine (82%) mentre ciò non era accaduto nel gruppo di controllo in cui non era stato eseguito il trapianto (18%). La svolta nell’applicazione del trapianto di condrociti autologhi nel ginocchio umano fu rappresentata dai dati riportati da Brittberg et al. nel 1994. Grazie allo sviluppo di innovativi scaffold biodegradabili, è stato possibile ottenere al termine della fase di laboratorio un costrutto in forma di membrana, impiantabile per via artroscopica,contenente al suo interno i condrociti autologhi coltivati.

Trapianto di cellule staminali midollari

Il trattamento artroscopico delle lesioni osteo-condrali mediante trapianto di condrociti autologhi ha dimostrato di ottenere buoni risultati clinici ed istologici, a fonte di una limitata invasività chirurgica. Tuttavia i limiti di questa tecnica sono la necessità di due interventi chirurgici, e di un laboratorio attrezzato per la coltura cellulare con relativi costi.

Allo scopo di identificare una popolazione cellulare da utilizzare per la rigenerazione di lesioni condrali o osteo-condrali, anche al fine di ovviare alle tecniche di espansione cellulare, l’attenzione è stata rivolta recentemente alle cellule staminali che possono rigenerare vari tipi di tessuto. Le cellule staminali rappresentano una popolazione presente nella maggior parte dei tessuti adulti. Esse partecipano all’omeostasi del tessuto e sono fondamentali per la vitalità, il mantenimento e la risposta agli insulti esterni. Esse sono la fonte di tutti i tessuti neoformati nei processi riparativi e di rimodellamento, e sono guidate nelle loro attività da molecole-segnale, che controllano la loro attivazione, proliferazione, migrazione, differenziazione e sopravvivenza. Una caratteristica molto interessante è la multipotenzialità delle cellule staminali, cioè la capacità di differenziarsi virtualmente in qualunque altro tipo di tessuto: le cellule staminali derivate da osso, midollo osseo, muscolo e grasso, hanno dimostrato di potersi differenziare in multipli fenotipi, incluso quello osseo, cartilagineo, tendineo, ligamentoso, adiposo, muscolare e nervoso. Le fonti di cellule staminali per il tessuto muscolo-scheletrico sono molte, e includono il midollo osseo, il periostio, la cartilagine, il muscolo, il grasso ed i periciti vascolari.  La possibilità di prelievo da questi tessuti è influenzata dalle complicazioni che inevitabilmente la manovra comporta. In particolare l’aspirazione di midollo osseo è associata alla minore morbilità, e permette di ottenere una sospensione cellulare che può essere rapidamente processata, anche intra-operatoriamente per un immediato reimpianto.

Per quanto riguarda i biomateriali disponibili come scaffold per l’impianto e la crescita cellulare, ve ne sono innumerevoli, che devono rispondere a determinate caratteristiche quali ad esempio porosità, biocompatibilità, biodegradabilità, adesività per le cellule da veicolare. Tra questi la membrana di acido ialuronico già utilizzata per il trapianto di condrociti autologhi ha suscitato notevole interesse. Essendo costituito da acido ialuronico, i prodotti di degradazione di questo biomateriale non risultano citotossici, ma sono in grado di svolgere effetti positivi per la crescita e l’attecchimento della componente cellulare trapiantata.

Per quanto riguarda le molecole segnale, quelle principalmente implicate nella differenziazione in senso cartilagineo delle CSM sono TGF-beta e IGF-1. Entrambi sono facilmente reperibili nel gel piastrinico, prodotto con metodo automatizzato a patire da sangue venoso autologo. Numerosi autori hanno dimostrato l’utilità del gel piastrinico nel favorire la replicazione cellulare, la rigenerazione ossea e di numerosi altri tessuti.

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