Resumen de Osteogénesis por distracción con mantenimiento de la actividad motriz: estudio histológico de la estructura del callo y el Docking Site
Esperanza Macarena López Pliego
INTRODUCCIÓN La reconstrucción de los defectos óseos segmentarios consecuencia de múltiples procesos (tumores, infecciones, etc.) continua siendo un problema difícil de solventar en la actualidad. Dentro del campo de la osteogénesis por distracción, el transporte óseo aparece como una posible solución, permitiendo rellenar dichos defectos con hueso antólogo similar al existente previamente.
Desde el descubrimiento de la osteogénesis por distracción es conocido que bajo las condiciones mecanobiológicas adecuadas, se estimula la formación de nuevo hueso. A pesar de la necesidad de controlar ciertos factores para garantizar su éxito, las investigaciones realizadas se han llevado a cabo independientemente, en distintos modelos animales, con diferente metodología y con diferentes sistemas de distracción, lo que impide comparar los resultados.
Desde el punto de vista histológico, el callo ha sido ampliamente estudiado, encontrándose indicios de osificación intramembranosa por algunos autores, endocondral por otros y mixta en algunos casos. En el caso del Docking Site es mucho menor el número de trabajos dedicados a su estudio. Sin embargo, en casi todos los estudios publicados hasta la fecha se han descrito problemas referentes a la consolidación del mismo.
El estudio anatomopatológico tanto del callo de transporte óseo en todas sus etapas, desde el inicio de la fase de distracción, hasta el final de la consolidación, así como del Docking Site, ayudaría a esclarecer las lagunas existentes aún en la actualidad en este campo y que son motivo de discusión científica. La determinación específica de dicho proceso podría ayudar en la creación de modelos mecanobiológicos que permitieran a los profesionales trabajar con herramientas ¿ex vivo¿ que ayudarían tanto a la planificación de cualquier actuación sobre dichos defectos, como a la predicción de sus resultados.
HIPOTESIS La osificación del callo obtenido mediante transporte óseo con mantenimiento de la actividad motriz es de tipo mixto.
La ocupación vascular en el callo de transporte óseo varía a lo largo del tiempo cuando se permite la actividad motriz.
La osificación del Docking Site difiere y es más lenta que la del callo de transporte óseo.
La vascularización del Docking Site difiere de la del callo de transporte.
MATERIAL Y METODO Sujetos de estudio y cirugía Se incluyeron 10 ovejas hembra de raza Merina, con un peso comprendido entre 37 y 66 kg y una edad media de 3-5 años. Todas ellas tenían una longitud mínima del metatarso de 14 cm y un diámetro mínimo de 10 mm en la zona más estrecha del mismo. Los animales que no cumplieran dichos requerimientos, que tuvieran secuelas de cirugías previas, deformidades óseas o infecciones (locales o sistémicas) fueron excluidos.
Bajo anestesia general se procedió a la colocación de un fijador tipo Ilizarov, basado en el modelo de distractor que empleó Claes en sus trabajos, en el metatarso posterior derecho. Dicho fijador fue optimizado en peso e instrumentado por parte de la Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla. Para asegurar la correcta colocación de los pines y agujas se utilizó un útil guía, diseñado por el Departamento de Ingeniería Mecánica. Una vez posicionado el distractor se procedió a la realización de 3 osteotomías, generando un defecto de 1,5 cm y un segmento móvil de 2 cm.
Tras 7 días de latencia se comenzó la distracción a un ritmo de 1 mm al día en un solo paso durante 15 días. Para asegurar la correcta evolución del proceso se realizaron radiografías seriadas y un estudio de Tomografía Axial Computarizada en de cada animal.
Los animales fueron sacrificados a los 17, 22, 29, 35, 37, 50, 79, 98, 161 y 525 días.
Estudios histológicos Callo de transporte Se llevaron a cabo estudios histomorfométricos, incluyendo determinación de los tipos de tejido presentes en el callo, tipos de osificación presentes, contajes celulares de osteoblastos y osteoclastos, y determinación de la evolución del grosor trabecular. Se realizó la conversión de las imágenes del callo a mapas óseos con la ayuda del software informático Imaje J®. Además se realizaron estudios inmunohistoquímicos dirigidos a determinar los tipos de osificación (endocondral vs intramembranosa) y distribución de la misma en el callo, empleando anticuerpos frente a Colágeno I y II. Para el estudio de la evolución de la red vascular se emplearon anticuerpos frente a Factor VIII.
Docking Site Al igual que en el caso del callo se realizaron estudios histomorfométricos dirigidos a determinar la evolución de los tipos tisulares a lo largo del tiempo y los tipos de osificación presentes, y se realizó la conversión a mapas óseos. Igualmente, para el desarrollo de los estudios inmunohistoquímicos se emplearon anticuerpos frente a Colágenos tipo I y II, y frente a Factor VIII.
RESULTADOS Callo de transporte La cantidad de tejido fibroso evolucionó de manera inversa al tejido óseo trabecular, decreciendo desde el 69,06% de superficie ocupada inmediatamente tras concluir el transporte al 18,46% a los 161 días. Las cantidades de tejido óseo trabecular y fibroso fueron similares alrededor de los 75 días tras la cirugía. En cuanto al predominio perióstico vs endóstico, mostró un patrón mixto hasta los 50 días, con un ligero predominio de la osificación perióstica.
La osificación fue intramembranosa en todos los animales, detectándose focos de osificación endocondral de manera aislada sólo en 3 animales (22, 50 y 98 días), apareciendo todas ellas subperiósticamente.
Los contajes celulares mostraron un descenso con el tiempo de la cantidad de osteoblastos, mientras que las cantidades de osteoclastos mostraron una distribución en campana de Gauss con el tiempo. El grosor trabecular aumentó progresivamente hasta alcanzar 4 veces el grosor inicial al final del estudio. Además, siguió un patrón de osificación centrípeto, de la periferia al centro.
La inmunohistoquímica mostró una relación media entre colágeno I/ II de 2,48, siendo menor en los animales de menos tiempo de seguimiento. El área vascular fue mayor en las regiones proximales que en las distales en todos los casos.
Docking Site Hasta los 98 días el tejido predominante fue el fibroso. A partir de ese momento comienza a aumentar la cantidad de tejido óseo. Los estudios histomorfométricos no detectaron focos de osificación en los animales de 79 y 98 días. En el resto de casos se detectaron focos de osificación intramembranosa y solo en los animales de 22 y 50 días se encontraron focos de osificación endocondral. Sin embargo, estos últimos aparecieron en las zonas adyacentes a las osteotomías, por lo que podría considerarse que no forman parte del Docking Site.
Mediante la inmunohistoquímica sólo se detectaron focos de osificación intramembranosa, salvo en las ovejas de 22, 37 y 50 días, en las localizaciones ya referidas. La progresión vascular fue similar temporalmente a la del callo.
DISCUSIÓN El hueso neoformado en el callo de la osteogénesis por distracción ha sido ampliamente estudiado a lo largo de los años. En muchos casos se han extrapolado los resultados obtenidos en alargamientos óseos al callo obtenido en los transportes óseos, siendo estos estudios menos frecuentes. La gran cantidad de estudios realizados con diferente metodología ha mantenido vivo el debate sobre el tipo o tipos de osificación presentes al realizar un transporte óseo, pero al mismo tiempo han impedido obtener resultados concluyentes. El estudio de evolución de los tejidos neoformados en el callo de transporte óseo y su distribución celular durante todo el proceso, incluida la remodelación, supone una base importante sobre la que establecer principios de tratamiento que ayuden al éxito de este tipo de procedimientos. En cuanto al Docking Site cabe destacar los problemas relacionados con su consolidación como principal causa de fracaso de la técnica de transporte óseo. A pesar de ello, son muy pocos los estudios que se han centrado histológicamente en él. El presente trabajo sería el primero que ha seguido las pautas de la práctica clínica habitual, incluyendo la carga desde el primer día sobre el miembro intervenido, y ha mostrado una evolución histológica, del callo y el Docking Site, desde la fase de transporte hasta el final de la remodelación.
Los resultados obtenidos del estudio del callo de transporte óseo mostraron un modelo de osificación centrípeto (de la periferia al centro) y mixto, con un claro predominio de la osificación intramembranosa sobre la endocondral. En el Docking Site se detectó un retardo de consolidación en todos los sujetos, y un patrón de osificación mixto con predominio de la osificación intramembranosa, al igual que en el callo. Los resultados obtenidos mediante técnicas histomorfométricas fueron apoyados con un estudio inmunohistoquímico, tanto de tipos de osificación como desde el punto de vista vascular, convirtiéndolo en el primer trabajo conocido que ha realizado dichas técnicas sobre el Docking Site.
El sistema de fijación circular utilizado para la realización del presente estudio sigue las mismas directrices biomecánicas que los fijadores Ilizarov de la práctica clínica convencional. Además, el ritmo de distracción empleado, la conservación del periostio en el momento de realizar las osteotomías y el mantenimiento del apoyo y actividad del miembro intervenido desde el momento de la cirugía, hacen de este un modelo bastante próximo al humano. Por todo lo anterior, se considera que los resultados obtenidos pueden ser tenidos como concluyentes y aplicables a la práctica médica diaria.
