EKLEM KIKIRDAK PATOLOJİLERİ VE TEDAVİSİ Doç. Dr. Tahsin Beyzadeoğlu Yeditepe Üniversitesi Tıp Fakültesi Ortopedi ve Travmatoloji AD. ARTROSKOPİ BECERİ GELİŞTİRME KURSU
İÇİNDEKİLER Kıkırdak biyoloji, anatomi, fizyopatolojisi Patolojilerin sınıflandırılması Tedavi Algoritması
GÜNCEL SORUN Eklem kıkırdak yaralanmaları oldukça sık olarak görülmektedir ve mevcut tedavi yöntemlerinin uzun dönem sonuçları, yeteri kadar iyi değildir. 31.000 artroskopik prosedürde % 63 oranında kıkırdak lezyonu bulundu. Hastaların % 20 sinde Outerbridge Grade 4 lezyon mevcuttu. Curl WW, Krome J, Gordon ES, Rushing J, Smith BP, Poehling GG. Cartilage injuries: a review of 31,516 knee arthroscopies. Arthroscopy. 1997 Aug;13(4):456-460.
SÜREGELEN SORUN Hipokrat tan günümüze, tüm bilim dünyasınca bilinir ki, ülsere kıkırdak büyük bir problemdir ve bir kere parçalanırsa, tamir edilemez. Hunter W. On the structure and diseases of articulating cartilage. Philos Trans R Soc Lond 1743;42b:514-521.
EKLEM KIKIRDAĞI Hiposellüler, Avasküler, Alenfatik, Anöral, Yağ, kas ve diğer matür dokulardaki gibi indiferansiye mezenkimal kök hücreleri içermez (zayıf tamir). Düşük sürtünme ve dayanıklı yüzey oluşturmasını sağlayan, yoğun proteoglikan ve kollajen matriks mevcut. MİNİMAL TAMİR POTANSİYELİ
Eklem kıkırdağının ana komponentleri Kondrositler, Kollajen, Ekstrasellüler matriks proteoglikanları, Non-kollajen proteinler Su Ana temel taş indiferansiye mezenkimal kemik iliği kök hücrelerinden gelişen KONDROSİT
KIKIRDAK TABAKALARI Kondrositler kollajen ve proteoglikandan oluşan ekstrasellüler matriks içine son derece organize şekilde dizilmiştir. 3 tabaka (farklı Tip II kollajen lif ve hücre dizilimli) Yüzeyel = tanjansiyel = en yoğun hücre hücreler yassılaşmış-paralel, lifler paralel Orta = transisyonel = en kalın tabaka: hücreler yuvarlak-dağınık, lifler oblik Derin = bazal: Hücreler kolon-dik, lifler dik
EKLEM KIKIRDAĞININ TEMEL YAPISAL ANATOMİSİ Safranin O boyası, X5
EKLEM KIKIRDAĞI
YAPIM - YIKIM Kondrositler bir orkestra şefi gibi martiks sentezi ile yıkımını düzenlerler. Matriks oluşumunu etkileyen faktörler: Mekanik yük Hormonlar Lokal büyüme faktörleri Sitokinler Yaşlanma Yaralanma
HEDEFİMİZ TİP II Tip II: II Eklem kıkırdağının ana fibriler kollajeni (%90-95) Highly cross-linked network Tip IX: IX Proteoglikan parça içeren kısa fibrilli kollajen Tip XI: XI Ana görevi Tip II kollajen fibril kalınlığını düzenlemek
ANABOLİZMA KATABOLİZMA MÜKEMMEL DENGE İntegrin: İntegrin Kondrositleri matrikse bağlayan yüzey proteini Kondrositlerde sitokin ve büyüme faktörleri (Transforming Growth Faktör = TGF-β, Insulin-like Growth Faktör = IGF-I, Bone Morfojenik Proteinler = BMP-2 ve BMP-7) için de reseptörler vardır. Matriks komponentleri dışında, matriks yıkan enzimler de salgılarlar.
ASLINDA UZUN ÖMÜRLÜ Normal şartlar altında, kollajen metabolizması çok yavaştır ve yarı ömrü yıllar sürer. Hastalık durumunda ileri derecede yıkım artar.. Artroz Kollajenazlar??
EŞSİZ BİYOMEKANİK Matriksteki negatif yük katyonları çekerek, doku osmolalitesinin artmasına neden olur. Suyun da çekilmesi ise osmolaliteyi azaltır. SONUÇ: SONUÇ Eklem kıkırdağında, tüm dokulardan daha yüksek osmotik basınç vardır. Su içeriği ve yüksek hidrostatik basınçla yüklere dirençlidir. İleri derecede entegre Tip II kollajen matriks şişmesini engeller. Osteoartritte entegrasyon bozulur, şişme başlar.
KIKIRDAK METABOLİZMASI Kondrositler basit difüzyonla eklem sıvısından beslenir ve oksijenize olur. Enerji ihtiyacını glikolizle karşılar Glukoz---(anaerobik)---Laktat Yük altında hücre ve doku metabolitlerini içeren interstisiyel sıvı, matriksten dışarı çıkar (= beslenme); yük kalktığında tekrar matrikse dolar.
YARALANMA TİPİ, DERECESİ ve CEVAP Metabolik, Genetik, Vasküler, Mekanik, Travma Yaralanmanın derecesi prognozun ana belirleyeni Mikrohasar (künt travma): travma) yüzeyde gözle görülmeyen Mikrokırıklar, apopitoz, proteoglikan kaybı, kıkırdakta incelme, subkondral kalınlaşma ---- anöral ---- sıklıkla ağrısız? Kondral kırık: kırık subkondral kemiğe kadar uzanan Apopitoz, nekroz, kondrositler prolifere olsa bile defekte migre olmazlar ve defekt kenarları birleşmez ----efüzyon, ağrı, kilitlenme Osteokondral kırık: kırık Subkondral kemiği de içeren Kemikte inflamatuar cevap, hematom organizasyonu, fibrin pıhtı, fibrovasküler tamir, mezenkimal kök hücre proliferasyonu ile kondrosit diferansiasyonu, derin dokularda endokondral kemikleşme, hyalen kıkırdak matriksin dejenerasyonu ---fibrokartilajinöz matriks (Tip I>Tip II)
SINIFLAMA Outerbridge. JBJS 1961 Insall. JBJS 1982 Baur. Arthroscopy 1988 Noyes. Am J Sports Med 1989 International Cartilage Repair Society, Brittberg 2000
ICRS SINIFLAMASI Grade 0 - Normal Grade 1 Normale Yakın Yüzeyel: A) Yumuşama B)+ ve/veya fissürleşme Grade 3 Ciddi Anormal A) %50 den fazla derinlikte B) Kalsifiye tabakaya kadar C) Subkondral kemiğe kadar D) Kabarmış Grade 2 Anormal %50 den az derinlikte Grade 4 İleri Derecede Anormal A) Subkondral kemikten minimal kayıp B) Subkondral kemikten ciddi kayıp
OUTERBRIDGE SINIFLAMASI Grade 1: Eklem yüzü şişmiş, yumuşamış ve kabarmış Grade 2: Çapı 1 cm den az olan fissürler ve yarıklar mevcut Grade 3: Çapı 1 cm den büyük, subkondral kemiğe kadar uzanan derin fissürler mevcut Grade 4: Subkondral kemik açıkta
OARSI (Osteoarthritis research Society International) Osteoarthritis Cartilage Histopathology Assesment System Pritzker KP, Gay S, Jimenez SA, Ostergaard K, Pelletier JP, Revell PA, Salter D, van den Berg WB. Osteoarthritis cartilage histopathology: grading and staging. Osteoarthritis Cartilage. 2006 Jan;14(1):13-29.
Wakitani Skorlaması (Histolojik Kıkırdak Skorlama Sistemi) Hücre morfolojisi Matriks boyanması Kıkırdak yüzeyi Defekt kalınlığı İntegrasyon
Cerrahi Tedavi Endikasyonları Akut travmatik lezyon > 1cm çap. (fokal nondejeneratif) Distal femur kondili, Patellofemoral Semptomatik Grade IV Başka cerrahi sırasında görülen asemptomatik lezyon (ACL) BMI < 30
Cerrahi Seçenekler Debridman ve lavaj Kemik iliği stimülasyonu Drilleme -Kondroabrazyon - Mikrokırık Osteochondral autograft transplantation Autologous chondrocyte implantation Osteochondral allograft transplantation
EKLEM KIKIRDAK LEZYONLARININ TEDAVİ ALGORİTMASI SEMPTOMATİK TAM KAT EKLEM KIKIRDAK LEZYONU LEZYON <1.5 cm² LEZYON >1.5 cm² <4 cm² LEZYON >4 cm² <8 cm² RESTORATİF: RESTORATİF: ACI Allogreft Mosaikplasti REPERATİF: Mikrokırık Mosaikplasti Mikrokırık + Periosteal Flep RESTORATİF: Single-plug OAT REPERATİF: Mikrokırık Kondroplasti LEZYON >8 cm² RESTORATİF: ACI Allogreft Allogreft ACI? REPERATİF: Mikrokırık? Mosaikplasti? REPERATİF: YOK Browne JE, Branch TP. Surgical alternatives for treatment of articular cartilage lesions. J Am Acad Orthop Surg. 2000 May-Jun;8(3):180-189.
TAMİR ETMEK? RESTORE ETMEK? CERRAHİ ALTERNATİFLER Reperatif (tamir edici) Cerrahi Teknikler: Eklem kıkırdağının tamamen oluşmasını sağlamasa bile, değişken süreçler boyunca oldukça fonksiyonel sonuçlar elde edilebilmektedir. Restoratif (orijinal haline getirici) Cerrahi Teknikler: Eklem kıkırdağını doğal haline getirmeyi hedeflemektedir.
TAMİR ETMEK? RESTORE ETMEK? CERRAHİ ALTERNATİFLER Browne JE, Branch TP. Surgical alternatives for treatment of articular cartilage lesions. J Am Acad Orthop Surg. 2000 May-Jun;8(3):180-189.
Mikrokırık
Mikrokırık Steadman. Clin Orthop 2001-1800 hasta - Teknik; 3 4 mm aralıklarla delikler subkondral kemik korunarak kalsifiye kartilaj temizlenerek CPM ve kısmi yük önemli Basit, ucuz, morbiditesi az.
Mikrokırık Endikasyonlar -tam kat defekt -instabil tam kat -çevre doku sağlam Kontraendikasyonlar Malignment Kısmi kalınlıkta defekt
Mozaikplasti Eklem teması olmayan yerden greft Açık/ artroskopik Silindir plug 4.5-12 mm çapında Hyaline kıkırdakla örtünüm ve kemik tabanlı stabil restorasyon
Mozaikplasti Mozaikplasti
Mozaikplasti Endikasyonları Distal femoral kondilde semptomatik nondejeneratif unipolar grade IV lezyonlar (kondral or osteokondral) 1-3 cm çap. (Üst sınırı greft yeterliliği belirler) Patella/ tibial lezyonlarda rölatif endike
Mozaikplasti Avantajları - Tek aşamalı - Kemik ve kıkırdak tğm dokunun transferi - Hem kondral hem osteokondral defektlerde Dezavantajları - Geniş lezyonlarda greft yetersiz - Donör saha morbiditesi - Eklem yüzey konturunu verirken teknik tecrübe
KONDROSİT KÜLTÜRÜ ve OTOLOG KONDROSİT İMPLANTASYONU TEDAVİ ALGORİTMASINI DEĞİŞTİRDİ
ACI Treatment of Deep Cartilage Defects in the Knee with Autologous Chondrocyte Transplantation Mats Brittberg, Anders Lindahl, Anders Nilsson, Claes Ohlsson, Olle Isaksson, and Lars Peterson The New England Journal of Medicine Volume 331:889-895 October 6, 1994 Number 14
ACI (Autologous Chondrocyte Implantation)
ACI TEKNİK
ACI (Autologous Chondrocyte Implantation)
Scaffold ile ACI
Scaffold ile ACI
Scaffold ile ACI
Scaffold ile ACI
MACI Matrix-induced Autologous Chondrocyte Implantation
MACI
MACI
Otolog Kondrosit İmplantasyonu Avantajları - Büyük defektlerde onarım potansiyeli - hyalin benzeri doku oluşumu Dezavantajları - İki aşamada - Pahalı - Hipertrofi riski - Sağlam subkondral kemiğin olması tercih edilir.
KIKIRDAK TEDAVİSİNDE BAŞARIYI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Akut veya kronik Tam kat veya parsiyel Defekt çapı Defekt yerleşimi Ligament stabilitesi Menisküs bütünlüğü Tibiofemoral veya patellofemoral alignment Yaş Arzulanan aktivite seviyesi Ailesel osteoartrit İnflamatuar artropati Obesite
DÜNYADA ÇALIŞILAN PROJELER PRP (Cascade, Chrysalis): Otojen readymix intraop bioactive peptid Allojenik immatür hücre doku kültürü platformu (Isto Technologies, Zimmer) Upstream amplification: hedge hog peptide: embriyogenic patterning signals (NS Lab) Bioreactor remodeled whole tissue pressfit auto&allogenic grafts (NeoCart) Hydrogel Polymer and Arthroplasty replacement plugs (SaluCartilage) CAIS (Cartilage Autograft Implantation System): one-stop intraoperative autologous chondral harvest&polymer seeding/implantation (DePuy)
Gelecek? Endikasyonların genişlemesi (osteoartrit?) Daha büyük defektlerde uygulama Cartiplug Genetik Mühendisliği Nanoteknoloji = Nanobiomateryal Guided Biotechnology Ligamentler (ÖÇB vs.) Menisküs vs.
Gelecek?
Gelecek?
HEDEFİMİZ NEDİR? Defekti doldurmak mı? İyi Histoloji elde etmek mi? Klinik başarı mı?
TEŞEKKÜR EDERİM