Allotrapianto oggi, stampa 3D e staminali domani per riparare le ossa

La stampa 3D con l’ausilio di calcio e cellule staminalisostituirà l’attuale allotrapiantoper riparare i danni ossei? Non subito, ma in un futuro molto prossimo. 

Lo studio condotto da John Szivek‎‎, ingegnere biomedico e professore di chirurgia ortopedica presso l’Università dell’Arizona è una strada già tracciata e lascia ben sperare. Di che si tratta? 

Prima di rispondere a questa domanda, spieghiamo meglio cosa è possibile fare attualmente per intervenire sulle lesioni ossee.

Sistema di ricostruzione 3D e allotrapianto

Un paio di anni fa, quando alla Sezione di Ortopedia del Pellegrini di Napoli, è stato annunciato il trapianto di gomito,si è gridato al miracolo. L’autore del trapianto (tra i primi del genere in Italia) è stato il prof. Raffaele Russo, direttore dell’Ortopedia e centro specialistico di chirurgia della spalla dell’ospedale Pellegrini. E’ riuscito a sostituire osso ed articolazione del gomito distrutto (a detta di altri medici non ricostruibile) di un 50enne a seguito di un incidente stradale. Scienza, non fantascienza. Come? Attraverso sinergie multidisciplinari in grado di mettere a punto un sistema 3D di Tac(nello specifico, spalla e gomito). 

Il sistema della ricostruzione 3D della fratturaconsente di effettuare un planning pre-operatorio con misurazioni estremamente precise ed affidabili. Grazie al sistema tecnologico a tre dimensioni il chirurgo ortopedico può navigare all’interno della frattura, tra le varie parti anatomiche allo scopo di individuare frammenti ossei dislocati e nascosti che altri metodi non sarebbero in grado di evidenziare. 

E’ una ricostruzione informatica indispensabile per ricomporre la frattura ripristinando la normale anatomia dell’articolazione. Il sistema 3D ha confermato che non è possibile ricomporre stabilmente i segmenti ossei fratturati, quindi l’unica soluzione resta la protesi di gomito. Una chance ottimale per un paziente over 70, mentre per i giovani la chance più evoluta è chiedere alla Banca dell’ossoil pezzo a misura da impiantare attraverso un intervento di allotrapianto.

Allotrapianto: cos’è

E’ quel tipo di trapianto di organi o tessuti tra due soggetti della stessa specie (umana, per intenderci). Nel caso in questione, si tratta di pezzi ossei da innestare da un soggetto all’altroper riparare un danno osseo. 

I primi trapianti di questo tipo hanno fatto gridare al miracolo: ad oggi, è l’unica tecnica possibile per la riparazione ossea nei casi disperati. 

Anche i miracoli hanno i loro piccoli difetti: dopo un allotrapianto, si potrebbe andare incontro al rischio di rigetto tipico del trapianto perché il sistema immunitario della persona operata potrebbe riconoscere ed attaccare “l’intruso”, il non-self, ovvero l’organo o il tessuto innestato. In caso di rigetto, sarà necessario ripetere l’intervento.

Questa tecnica è resa possibile dall’utilizzo di porzioni ossee di donatori deceduti, che vengono conservate nelle cosiddette banche ossee.

Il dott. Stefano Viglione, parte attiva dell’equipe del prof. Raffaele Russo, ci tiene a sottolineare che “nel reparto di Traumatologia del Pellegrini di Napoli il nostro team ha eseguito i primi interventi di allotrapianto: tra i primi al mondo, i primi tre casi d’Europa”.

Osteo-allograft: l’alternativa che punta alla conservazione biologica

L’utilizzo di osteo-allograftcon innesti ossei da cadavere per trattare fratture complesse rappresenta una valida alternativa alla soluzione protesica. I casi di frattura complessa trattati finora hanno portato ad ottimi risultati clinici e funzionali da confermare nel lungo periodo: perfetta ricostruzione anatomica, sintesi stabile dei frammenti, mobilità precoce dell’articolazione nel post-operatorio, buona forza muscolare, nessun tipo di complicanza. Nell’arco di 3 mesi, la risposta clinica dei pazienti in riferimento al dolore ed alla funzionalità articolare è stata sorprendente. 

Il ricorso ad allotrapianto punta alla conservazione biologica dell’articolazionecon tutti i possibili vantaggi funzionali e di longevità che ne conseguono. Durante questo delicato intervento, è fondamentale identificare e proteggere il nervo ulnareche potrebbe rischiare una lesione: deve essere lasciato in situo posizionato anteriormente a scelta del chirurgo o in base alle indicazioni cliniche.

Finora, la modellazione dell’allograft è affidata alle abilità manuali dell’operatore. L’obiettivo futuro sarà quello di realizzare, grazie alla stampa 3D, mascherine pre-formate in grado di indirizzare i tagli semplificando la procedura di preparazione dell’impianto” aggiunge il dott. Stefano Viglione. 

Ciò che il dott. Viglione ed il resto dell’equipe del prof. Raffaele Russo attendono è già in fase sperimentale.

Stampa 3D, calcio e cellule staminali potranno rimpiazzare l’allotrapianto?

Sulla base dello studio condotto da Svizek pare proprio di sì. Si potranno riparare i danni ossei attraverso una tecnica particolare che prevede la riformazione dell’osso su una struttura in plastica stampata in 3Dcon l’ausilio di calciocellule staminali. Queste ultime servono a stimolare la rigenerazione e ricrescitadell’osso trattato. Si tratta di uno studio sperimentale che, però, ha già ottenuto la completa ricostituzione dell’osso in lesioni di grandi dimensioni nell’arco di tre mesi.

Questa ricerca, finanziata con 2 milioni di dollari dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, è ‘dedicata’ ai veterani di guerrastatunitensi che hanno riportato lesioni di una certa entità ma, in caso di successo e risultati ufficiali, sicuramente la tecnica sarà estesa in ambito civile per dare una concreta speranza alle persone vittime di incidenti stradali o malati di tumore osseo. 

Dopo i primi risultati positivi, ora si cerca di velocizzare i tempidi ricostituzione ossea studiando, ad esempio, in che modo l’esercizio fisico incide sui tempi di recupero. Questo tipo di monitoraggio viene eseguito grazie all’utilizzo di sensori integrati nella struttura 3D

Sono tante le verifiche da fare ancora: tra queste, la tenuta dell’impianto negli anni.

In attesa di buone notizie, si è tentati di pensare che, se una tecnica del genere si potesse applicare sulle cartilagini, sarebbe davvero la cura del secolo.

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