Reconstrucción de lesiones osteocondrales con fibra de carbono

Biomecánica, VI, 11 (103-IO~), 1998 ORIGINALES A. CARRANZA-BENCANO* J. R. ARMAS-PADRON** M%. LOZANO*** Reconstrucción de lesiones * Prof. Titular de Traumatología y Cirugía osteocondrales con fibra Ortopédica. ** Prof. Titular de Anatomía-Patológica. *** Médico colaborador. de carbono Facultad de Medicina. Universidad de Sevilla. Reconstruction of osteochondral lesions using carbon fiber Resumen Summary Objetivo: Estudiar a largo plazo la evolución histológica de defectos osteocondrales de la rótula de conejos tratados con fibra de carbono. Material y Método: 18 conejos de raza gigante español, variedad parda, de ambos sexos, con un peso aproximado de 1.5 a 2 Kg y 18 discos Cleveland de fibra de carbono de 8 mm de diámetro (MedicarbB, fabricado por Leyland Medical International). Creación de un defecto de 6 mm. de diámetro en la superficie articular de la rótula, hasta alcanzar el tejido óseo subcondral sangrante, que fue rellenado con un disco de fibra de carbono previamente humedecido en solución salina y recortado para una adecuada adaptación al defecto. Resultados: A los seis meses de evolución postoperatoria el defecto fue rellenado por tejido fibroso, a los nueve meses se desarrolló tejido fibrocartilaginoso y a los 12 meses los defectos estaban cubiertos por tejido cartilaginoso hialino. Conclusiones: Demostramos la neoformación de cartílago hialino en defectos osteocondrales de rótula de conejo rellenados con fibra de carbono. Objetive: To study the long-term histological evolution of the repair of patellar osteochondral defects treated with carbon fiber in rabbits. Material and methods: The study animals were 18 spanish giant rabbits, brown variety, both Cexes, weight 1.5 to 2 kg. The animals received 18 8-mm wide disks of Cleveland carbon fiber (Medicarbe, Leyland Medical International). A 6-mm wide defect which reached bleeding subchondral bone tissue was created on the articular surface of the patella andfilled with a carbon fiber disk previously moistened in saline solution and cut to fit the defect. Results: Six months after surgery the defect was filled with fibrous tissue, 9 months after surgery fibrocartilaginous tissue developed, and 12 months after surgey the defects were covered with hyaline cartilaginous tissue. Conclusions: We demonstrated the neoformation in rabbits of hyaline cartilage on patellar osteochondral defects filled with carbon fiber. Key words: Carbon fiber. Osteochondral defects. Repair. Palabras claves: Fibra de carbono. Defectos osteocondrales. Reparación. Introducción La fibra de carbono permite la proliferación de tejido fibroso en la dirección de sus filamentos por lo que ha sido usada en la reconstrucción de tejidos fibrosos tales como ligamentos y tendones6. El objetivo de este trabajo es estudiar a largo plazo la evolución histológica de defectos osteocondrales Correspondencia: Prof. Dr. A. CARRANZA-BENCANO. C/ Santa Clara, 16-1"D. 41002 Sevilla. amplios y profundos de la superficie articular de la rótula de conejos tratados con fibra de carbono. Material y métodos Se han utilizado 18 conejos de raza gigante español, variedad parda, de ambos sexos, con un peso aproximado de 1.5 a 2 Kg y 18 discos Cleveland de fibra de carbono de 8 mm de diámetro (MedicarbGO, fabricado por Leyland Medical International LTD). La cirugía experimental consistió en incisión pararotuliana interna para poder luxar externamente la VOL. VI N" 11.1998 Reconstrucción de lesiones osteocondrales con fibra de carbono 103 FIG. 1 .-Dc,fccto rcdl(.iio coii fibra clc c,irhoiio ;i los scis iiic,scs FlG. 2.-llcfc~to rellc,no coii tihr,i dc carhoiio '1 los iiucvc de evolucióii. licstos clc tibr'i clc carhoiio cii la b,isc de, I,i Icnicscs cl' c\wliicióii. Fibrc, clcl c'irhoiio coii tc~jiclo 6sc.o v fisión con forrii;iciOn del tcjido ósc~i v fibroso. I>isposiciciii p'ibroso cvi la basc clcl la Icsióii v tibroc,irtíl,igo v cartíl,igo hinralvla clc tejiclo fibroso c.11 supc,rficie (1 [-E, 500 u). lino e11 supc,rficic> (1 [-E, 750 u). rótula, exponer el cartílago articular y re'ilizar 1,i extirpación del niisiiio, con uiia broca dt. 6 iiiiii cle cli,'imetro, hasta alcanzar el tejiclo óst~i s~ibcoiiclral saiigrante. El Brea rotiiliana cleiiudacla fuc rt>llenacia con un clisco de fibra cle ccirbonci prc~vianit~nte Iiuniecleciclo en solución salina v rCcortaclo para una adecuada adaptación al clcfc~cto crtxado. En el postoperatorio la vutremidacl fue iniiiovilizacla con cscayola diirantt~ iiiia st~iiiaiia, iiiantenienclo la rodilla en flexicin cle 3U', perniitienclo a los aniniales desplazarst. libreiiic~iite elc.litro cle siis jaulas. Los anin1alt.s fuc3roii sacrificaclos griiyos cle seis, por inyección dc 30 mg cle Tliiobarbital a los seis meses, nueve mescls y 12 meses ~ilteriort.~ a la intervención. Tras c.1 sacrificio se c>fectuó la extracción de la rótula operacla, para fij;tción c.11 formalcleliido a1 10<1:, decalcificación en 6ciclo iiítrico, procesaclo e11 parafina y obtención cle cortes de cinco iiiicras para wtinción en Iieniatoxiliiia-eosiiia. Resultados Seis i~i(,s(~s tl(7s/1111;.< 11~ In 0~11~1.1icilí11: En CI Brea profunda de los defectos relleiiaclos con fibra clt. carbono se apreciaban restos de la misma, con formacicín cde tejido óseo y sobre todo clc tt>jiclo fibroso, con rcaccicín '1 ~alltes granuloinatosa a cuerpo i\xtr,iño con cClulCis h'g, multinucleadas. En el 6rc3'i suptrfici,il c.1 tejido fibroso se disponía yaralelamentt~ a 1'1 supt~rficic ;irticular con buena integración de. cliclio tejido fibroso en ambos extremos coi1 el cartílago 'irticular ady,ictiitc, clue presentaba abuncianci,i cle grupos isógeiios (Fig 1 ). N11(77~7 ii~(~s~s ~I(>s/JII~;s L~C 117 o~I(>v~Ic~~I~: Al igual que en el grupo anterior c.1 fondo de las lesiones mostraba la presencia de la fibra clc, c'irbono con for~iiación de tejido óseo y sobre toclo dt. tejido fibroso. En superficie se. observaba tejiclo cartilaginoso v fihrocartilagiiioso, con buenci integración cii ambos extremos con el cartílago adyact~iitc, qiie ciist~ñaba ,ibunclaiicia cle griipos isógCnos (Fig. 2). Doce, 111c'sc.s 11(";/111í;s 11(' Ir7 ci/~t'rrlí.i~íll: Los cic3fc~ctos rilllenaclos con fihra cle carbono seg~iíaii mostraiiclo dicli,is fibras cn el fonclo clt. las 1esionc.s coi1 clcs,irrollo cle tejiclo óseo y fibroso. I'ero en supc3rficie st obscrvaba la formación de cartílago Iii,iliiio excl~isivaineiite, auncluc en los cortes ct\iitrales presei1t;iba uiia pec1~1eh zona central de tejido fibroso en íntima rt'l,icióii con las fibras cle carbo~io subvacciites. La supcrficie articular era cóncava y regular con u11 grosor normal del c'irtílago liialirio neoforniaclo en la lesión, integraclo en sus clos extrciiios con el cartílcigo aclyacente clue ~iiostraba uiia cclularidad noriiial (Fig. 3). FIG. 3.-Dc,fccto rCllc~iio coi1 fihra dc ~.~irhoiio ,i lo5 12 mc~sc~s de c\~oluciciii. Foiiclo de, 1'1 Ic~sióii con fihr'i de) c,irboiio recuhicrta por c,irtílago Iiialiiio (1 1-E, 100 u). Discusión 2. Ballesteros-Vázquez P, Carranza-Bencano A, Armas-Padrón JR, Sáenz-López F. Reparación del cartílago articular con injerto libre de pericondrio. Estudio experimental. Rev Esp Cir OsDada la limitada capacidad de reparación de las leteoart 1994;29:57-65. siones profundas y amplias del cartílago hialino arti3. Convery FR, Akenson WH, Keown GH. The repair of large oscular1,3-5,7,8,11,12,15 y SU tendencia a largo plazo a evoteochondral defects. An experimental study in horses. Clin Orthop 1972;82:253-63. lucionar hacia la osteoartr~sisj,~, hemos utilizado un 4, Coutts RD,Woo SL, Amiel Schroeder HP, Kwan MK, de lesión osteoarticular que Rib perichondrialautografts in full-thickness articular cartiladestacamos el hecho de que los defectos creados prege defects in rabbits. Clin Orthop 1992;275:263-73. sentaban 6 mm de diámetro, que comprende más del 5. Furukawa T, Eyre DR, Koide S, Glimcher MJ. Biochemical stu75% de la superficie de la rotula del conejo, mientras dies on repair cartilage resurfacing experimental defects in the rabbit knee. J Bone Joint Surg 1980;62-A:79-89. que de pequeño tamaño ha sido publicado 6. Jenkins DHR, Forster IW, McKibbin B, Ralis ZA. Induction of que sufren reparación espontánea, sobre todo bajo tendon and ligament formation by carbon implants. J Bone movimiento pasivo continuo13. ~oint sug 197759-~:53-57. En estudios previos de nuestro laboratorio hemos 7. Kim HKW, Moran ME, Salter RB. The potential for regeneracomprobado que injertos libres de periostio14 y perition of articular cartilage in defects created by chondral shaving and subchondral abrasion. An experimental investigation condrio2 tienen capacidad condrogénica para reparar in rabbits, Bone Joint 1991;73-A~1301-15, defectos similares de la superficie articular de la rótu8. Iwasaki M, Nakahara H, Nakata K, Nakase T, Kimura T, Ono la de conejo. Como complemento de esta línea planiK. Regulation of proliferation and osteochondrogenic diffeficamos este trabajo de investigación con fibra de carrentiation of peiosteum-derived ceiis by Transforming Growth bono basándonos en estudios previos de Minns9,10 y Factor B and Basic Fibroblast Growth Factor. J Bone Joint Surg 1995;77-A:543-54. pensando estudiar 9. Minns RJ, Muckle DS. Mechanical and histological response of de tejido fibroso de reparación (como comprobamos carbon fibre pads implanted in the rabbit patella. Biomaterials en el grupo de animales sacrificados a los seis meses) 1989;10:273-6. pero hemos demostrado la evolución de este tejido fi10. Mims RJ, Muckle DS, Betts JA. Biological resurfacing using carbon fibre. Orthopaedics Int 1993;5:414-24. broso a fibrOcartilaginoso a los nueve y la for11. Mitchell N, Shepard NC. The resurfacing of adult. Rabbit artimación de cartílago hialino en los animales sacrificacular cartilage by multiple perforation through the subcondral dos al año de la intervención. bone. J Bone Joint Surg 1976;58-A:230-3. En base a estos resultados se puede especular que la 12. hkahara H, Bmder SP, Haynesworth SE, Hotecek JJ, Baber MA, Goldberg VM, Caplan AT. Bone and cartilage formation in formación de cartílago hialino debe estar influenciado diffusion chambers by subcultured cells denved from the pepor factores biactivos derivados del fluido sinovial, riostum. Bone 1990;11:181-8. aunque esta teoría no puede ser verificada en este tra13. O'Driscoll SW, Salter RB. The induction of neochondrogenebajo al ser realizado sin marcaje celular. Pensamos que sis in free intra-articular periosteal autografts under the podría ser una línea de investigación sugerente y con influence of continous passive motion. An experimental investigation in the rabbit. J Bone Joint Surg 1984;66-A: potencial aplicabilidad en la regeneración articular. 1248-57. 14. Pérez-Tinao M, Carranza-Bencano A, Armas-Padrón JR. Capacidad condrogénica de injertos libres de periostio en la repaBibliografía ración de defectos del cartílago articular. Estudio experimental en conejos. Rev Esp Cir Osteoart 1996;31:5-13. 15. Uchida A, Kikuchi T, Shimomura Y. Osteogenic capacity of 1. Basset CAL. Current concepts of bone formation. J Bone Joint cultured human periosteal. Actha Orthop Scand 1988;59: Surg 1962;44-A:1217-44, 29-33. VOL. VI N' 11,1998 Reconstrucción de lesiones osteocondrales con fibra de carbono 105