Dr. Iulian Constantin CreangăAuthor
Regenerative therapies for femoral head necrosis
Avascular necrosis (ANC) of the femoral head is a type of aseptic osteonecrosis that is caused by interruption of the blood supply to the proximal femur, leading to the death of osteocytes. ANC can occur due to ischemia that develops in a traumatic or non-traumatic setting [1,2]. The most common etiological factors include corticosteroid treatment, fractures, hip dislocation, and alcohol abuse [3]. It usually affects physically active individuals between the ages of 20 and 40. Femoral head AVN represents a significant challenge, usually caused by various pathologies manifested by blood circulation disorders that can result in the death of bone cells in the femoral head area and the appearance of microfractures in the trabecular bone.
Etiolopatologia necrozei de cap femural
Mecanismul exact al apariției necrozei capului femural este adesea neclar. Fiecare caz este probabil determinat de factori diferiți, inclusiv afecțiuni subiacente, sau medicamente care cresc probabilitatea de obstrucției a vaselor de sânge, alterarea metabolismului osteocitelor deasemenea, factori genetici.
Cele mai frecvente cauze non-traumatice sunt tratamentul cu corticosteroizi și abuzul de alcool. Corticosteroizii modifică diferențierea adipocitelor, crescând dimensiunea și numărul acestora. Acest proces duce la acumularea intracelulară de lipide. Ca urmare a creșterii presiunii în interiorul celulelor osoase, celulele endoteliale vasculare se deteriorează, ducând la coagulopatie locală, tromboză vasculară și ischemie [1]. Un astfel de eveniment ischemic culminează adesea cu durere debilitantă, disfuncție articulară și în stadii ulterioare, colaps articular, afectând substanțial calitatea vieții persoanei afectate [2].
Abuzul de alcool este raportat de 20-30% dintre pacienții cu NAV.
Alcoolul poate provoca moartea osteocitelor prin mai multe căi, de exemplu, prin creșterea depunerii intracelulare de trigliceride, ceea ce duce la picnoza osteocitelor similar corticosteroizilor, și scăderea osteogenezei prin promovarea diferențierii celulelor stromale în adipocite [6].
Alte medicamente (cum ar fi antiretroviralele) sunt, de asemenea, legate de un risc crescut de NAV [4,5].
Alte afecțiuni legate de NAV includ boala Gaucher. Pacienții care au dezvoltat anemie în cursul acestei boli au șanse crescute de dezvoltare a NAV cu 60%, în comparație cu grupul non-anemic [7]. În hemoglobinopatia falciformă, ischemia este provocată de restricțiile fluxului sanguin local de către celulele sanguine aderente anormal [8]. În cazul transplantului de celule hematopoietice, s-a propus ca tratamentul imunosupresor concomitent cu corticosteroizi și boala grefă contra gazdă să inducă modificări ale microcirculației și în consecință, noduli arteriovenoizi (NAV) [9]. O cauză mai puțin frecventă este boala Legg-Calvé-Perthes, o NAV idiopatică la copii [10, 11].
Necroza de cap femural se mai poate datora unui eveniment posttraumatic (NAV) si apare atunci când alimentarea cu sânge a capului femural este întreruptă din cauza unei fracturi sau luxații a acestuia. În majoritatea cazurilor, NAV este legată de fracturi în regiunea subcapitală a colului femural. Leziunea în această regiune perturbă anastomoza dintre vasele epifizare laterale, limitând alimentarea cu sânge a capului femural [12,13].
Deși mai mulți factori etiologici (inclusiv traumatisme, utilizarea de corticosteroizi, consumul excesiv de alcool și diverse afecțiuni sistemice) au fost asociați cu NAV [3], preocuparea principală a clinicienilor rămâne gestionarea eficientă a acesteia.
Terapia necrozei de cap femural
Tratamentele actuale pot fi clasificate în metode non-chirurgicale și chirurgicale. Abordările non-chirurgicale includ controlul greutății , fizioterapia și terapia medicamentoasă. Atitudinea chirurgicală include transplantul non-vascular, osteotomia, decompresia, transplantul vascularizat și proteza articulară. Câteva strategii terapeutice dezvoltate în ultimii ani pentru tratarea necrozei avasculare a capului femural sunt: pierderea în greutate, unele terapii medicamentoase, terapia cu unde de șoc extracorporală (ESWT), terapia cu câmp electromagnetic pulsat, terapia cu oxigen hiperbaric (HBO), terapia cu celule stem, plasmă bogată în trombocite (PRP), decompresia nucleului, care este cea mai frecventă procedură chirurgicală pentru osteonecroza în stadiu incipient și este utilizată pentru ameliorarea durerii, promovarea regenerarii și a reparării osoase [14].
Alte terapii, mai invasive, includ transplantul osos simplu, transplantul osteocondral și transplantul cu grefă osoasă vascularizată. Toate acestea prezintă efecte clinice bune, dar presupun o abordare mai laborioasă.
Grefa osoasă previne dezvoltarea osteoartritei prin restaurarea sfericității capului colabat și remodelarea zonei necrotice folosind țesut osos autolog [15, 16].
În prezent, grefele osoase obișnuite includ grefa osoasă autologă (ABG), grefa osoasă din biomaterial (BBG), grefa osoasă combinată cu grefă de măduvă osoasă (BG+BM) și grefa osoasă vasculară liberă (FVBG). Cu toate acestea, care metodă de grefă osoasă este cea mai bună alegere după BC rămâne o controversă [17].
Concluzii și perspective
În mod tradițional, spectrul de tratament pentru AVN a variat de la intervenții chirurgicale, cum ar fi decompresia centrală și artroplastia totală de șold, până la tratamente conservatoare. Acestea din urmă, care includ modalități precum restricții de susținere a greutății, farmacoterapia și terapia fizică, au fost utilizate în principal în stadiile incipiente ale bolii. Pe măsură ce prevalența AVN continuă să crească, în special la populațiile mai tinere, accentul pus pe înțelegerea și optimizarea tratamentelor conservatoare devine primordial.
Tratamentele conservatoare, văzute în mod tradițional ca soluții intermediare sau potrivite pentru AVN în stadiu incipient, sunt acum evaluate riguros pentru potențialul lor ca terapii de bază.
Recent, studiile au arătat că concentratul de aspirat de măduvă osoasă (BMAC), celulele stem mezenchimale expandate (MSC), grefa osoasă autologă (ABG) și alte terapii regenerative prezintă rezultate satisfăcătoare în tratamentul bolilor osoase [18-22]. Pe lângă BMAC, MSC și ABG, terapiile de regenerare comune includ și plasma bogată în trombocite (PRP), grefa osoasă autologă combinată cu concentrat de aspirat de măduvă osoasă (ABG + BMAC) și grefa osoasă autologă vasculară liberă (FVBG). În ciuda rezultatelor promițătoare ale acestor metode diferite, cea mai bună terapie de regenerare pentru ONFH nu a fost încă determinată.
Bibliografie:
1. Konarski W, Poboży T, Śliwczyński A, Kotela I, Krakowiak J, Hordowicz M, Kotela A. Avascular Necrosis of Femoral Head—Overview and Current State of the Art. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022; 19(12):7348.
2. Konarski, W.; Poboży, T.; Śliwczyński, A.; Kotela, I.; Krakowiak, J.; Hordowicz, M.; Kotela, A. Avascular Necrosis of Femoral Head-Overview and Current State of the Art. Int. J. Envron. Res. Public Health 2022, 19, 7348.
3. Larson, E.; Jones, L.C.; Goodman, S.B.; Koo, K.H.; Cui, Q. Early-stage osteonecrosis of the femoral head: Where are we and where are we going in year 2018? Int. Orthop. 2018, 42, 1723–1728.
4. Wang, Y.; Li, Y.; Mao, K.; Li, J.; Cui, Q.; Wang, G.J. Alcohol-induced adipogenesis in bone and marrow: A possible mechanism for osteonecrosis. Clin. Orthop. Relat. Res. 2003, 410, 213–224.
5. Khan, A.; Hangartner, T.; Weinreb, N.J.; Taylor, J.S.; Mistry, P.K. Risk factors for fractures and avascular osteonecrosis in type 1 Gaucher disease: A study from the International Collaborative Gaucher Group (ICGG) Gaucher Registry. J. Bone Miner. Res. 2012, 27, 1839–1848.
6. Adesina, O.; Brunson, A.; Keegan, T.H.M.; Wun, T. Osteonecrosis of the femoral head in sickle cell disease: Prevalence, comorbidities, and surgical outcomes in California. Blood Adv. 2017, 1, 1287–1295.
7. Adesina, O.; Brunson, A.; Keegan, T.H.M.; Wun, T. Osteonecrosis of the femoral head in sickle cell disease: Prevalence, comorbidities, and surgical outcomes in California. Blood Adv. 2017, 1, 1287–1295.
8. Li, X.; Brazauskas, R.; Wang, Z.; Al-Seraihy, A.; Baker, K.S.; Cahn, J.Y.; Frangoul, H.A.; Gajewski, J.L.; Hale, G.A.; Hsu, J.W.; et al. Avascular necrosis of bone after allogeneic hematopoietic cell transplantation in children and adolescents. Biol. Blood Marrow Transplant. 2014, 20, 587–592.
9. Borges, A.H.; Hoy, J.; Florence, E.; Sedlacek, D.; Stellbrink, H.J.; Uzdaviniene, V.; Tomazic, J.; Gargalianos-Kakolyris, P.; Schmid, P.; Orkin, C.; et al. Antiretrovirals, Fractures, and Osteonecrosis in a Large International HIV Cohort. Clin. Infect. Dis. 2017, 64, 1413–1421.
10. Rampal, V.; Clement, J.L.; Solla, F. Legg-Calve-Perthes disease: Classifications and prognostic factors. Clin. Cases Miner. Bone Metab. 2017, 14, 74–82.
11. Moya-Angeler, J.; Gianakos, A.L.; Villa, J.C.; Ni, A.; Lane, J.M. Current concepts on osteonecrosis of the femoral head. World J. Orthop. 2015, 6, 590–601.
12. Large, T.M.; Adams, M.R.; Loeffler, B.J.; Gardner, M.J. Posttraumatic Avascular Necrosis After Proximal Femur, Proximal Humerus, Talar Neck, and Scaphoid Fractures. J. Am. Acad. Orthop. Surg. 2019, 27, 794–805.
13. Liu, N., Zheng, C., Wang, Q., Huang, Z.”Treatment of non traumatic avascular necrosis of the femoral head (Review)”. Experimental and Therapeutic Medicine 23.5 (2022): 321.
14. Wu CT, Yen SH, Lin PC and Wang JW: Long-term outcomes of phemister bone grafting for patients with non-traumatic osteonecrosis of the femoral head. Int Orthop. 43:579–587. 2019.
15. Osawa Y, Seki T, Okura T, Takegami Y, Ishiguro N and Hasegawa Y: Long-term outcomes of curved intertrochanteric varus osteotomy combined with bone impaction grafting for non-traumatic osteonecrosis of the femoral head. Bone Joint J. 103-B:665–671. 2021
16. Lou, Pengqiang MSca; Zhou, Guangzhi MSca; Wei, Bo MScb; Deng, Xiaolei MScb; Hou, Decai MDb. Bone grafting for femoral head necrosis in the past decade: a systematic review and network meta-analysis. International Journal of Surgery 109(3):p 412-418, March 2023. | DOI: 10.1097/JS9.0000000000000231
17. Purita J, Lana JFSD, Kolber M, Rodrigues BL, Mosaner T, Santos GS, et al. Bone marrow-derived products: a classification proposal – bone marrow aspirate, bone marrow aspirate concentrate or hybrid? World J Stem Cells. 2020;12:241–50.
18. Centeno CJ, Al-Sayegh H, Bashir J, Goodyear S, Freeman MD. A prospective multi-site registry study of a specific protocol of autologous bone marrow concentrate for the treatment of shoulder rotator cuff tears and osteoarthritis. J Pain Res. 2015;8:269–76.
19. Dallari D, Stagni C, Rani N, Sabbioni G, Pelotti P, Torricelli P, et al. Ultrasound-guided injection of platelet-rich plasma and hyaluronic acid, separately and in combination, for hip osteoarthritis: a randomized controlled study. Am J Sports Med. 2016;44:664–71.
20. Jo CH, Lee YG, Shin WH, Kim H, Chai JW, Jeong EC, et al. Intra-articular injection of mesenchymal stem cells for the treatment of osteoarthritis of the knee: a proof-of-concept clinical trial. Stem Cells. 2014;32:1254–66.
21. Lana JFSD, Weglein A, Sampson SE, Vicente EF, Huber SC, Souza CV, et al. Randomized controlled trial comparing hyaluronic acid, platelet-rich plasma and the combination of both in the treatment of mild and moderate osteoarthritis of the knee. J Stem Cells Regen Med. 2016;12:69–78.
22. Li M, Ma Y, Fu G, Zhang R, Li Q, Deng Z, et al. 10-year follow-up results of the prospective, double-blinded, randomized, controlled study on autologous bone marrow buffy coat grafting combined with core decompression in patients with avascular necrosis of the femoral head. Stem Cell Res Ther. 2020;11:287.
