1.
BIOLOGIA EN LA REPARACION DE FRACTURAS Dr. Allman tinoco L. Residente I año Dr. Daniel quintana mb Tutor HOSPITAL ESCUELA ANTONIO LENÍN FONSECA

2.
<ul><li>Funciones del tejido óseo: </li></ul><ul><li>- Mecánica : Soporte para la locomoción. </li></ul><ul><li>Protección de órganos. </li></ul><ul><li>- Depósito : Regulación de la calcemia siendo lo más importante. </li></ul><ul><li>- Conservación de la hematopoyesis. </li></ul>FISIOPATOLOGIA

3.
<ul><li>Composición ósea: </li></ul><ul><li>65 % Fase mineral inorgánica </li></ul><ul><li>Cristales Hidroxiapatita de Ca + (resistencia a la compresion) , P, Mg + </li></ul><ul><li>35 % Matriz proteica orgánica </li></ul><ul><li>Colágeno 90 % (resistencia a la tensión) </li></ul><ul><li>Proteoglicanos 10 % C. sulfato, Ac hialurònico </li></ul><ul><li>20% Agua </li></ul><ul><li>Células 5% </li></ul>FISIOPATOLOGIA

4.
ORIGEN DE LAS CÉLULAS DEL TEJIDO OSEO <ul><li>Fibroblasto </li></ul><ul><li>Condrocitos </li></ul><ul><li>Osteoblastos </li></ul><ul><li>MEDULA del Osteoide </li></ul><ul><li>OSEA </li></ul><ul><li>Osteocito </li></ul><ul><li>Osteoblastos </li></ul><ul><li>del superficie </li></ul>PERIOSTIO

5.
<ul><li>Células del hueso: </li></ul><ul><li>a) Osteoprogenitora : Multipotencial que puede derivar a osteoblastos y osteoclastos. </li></ul><ul><li>b) Osteoblasto F ormadora de hueso. </li></ul><ul><li>- Forma colágeno y proteínas no colágeno, que formarán el osteoide. </li></ul><ul><li>- Ayuda a la mineralización del osteoide. </li></ul><ul><li>- Regula la función de otras células y da origen a los Osteocitos y Células de superficie en reposo . </li></ul>

6.
<ul><li>Células del hueso : </li></ul><ul><li>Osteocito : </li></ul><ul><li>- Participa en la regulación de la calcemia activando el osteoclasto en forma indirecta, provocando así la liberación de calcio. </li></ul><ul><li>- Participa en la remodelación ósea por un mecanismo similar al anterior. </li></ul><ul><li>Célula superficial en reposo : </li></ul><ul><li>- Previene la acción de los osteoclastos. </li></ul><ul><li>- Secreta colagenasa, exponiendo la superficie del hueso. </li></ul>

7.
<ul><li>c) Osteoclasto : </li></ul><ul><li>- Célula multinucleada con borde fenestrado y enzimas hidrolíticas (Ac. Hidroclórico) capaces de degradar hueso. </li></ul><ul><li>- Participa en la reabsorción ósea. </li></ul>

8.
REMODELACION ÒSEA <ul><li>Fase de reabsorción </li></ul><ul><li>Osteoclastos </li></ul><ul><li>Fase de reversión </li></ul><ul><li>Osteoblastos </li></ul>

9.
Biologìa de la reparaci ò n de Fx <ul><li>Osteogénesis </li></ul><ul><li>Factores Quimiot à cticos € Cèl formadoras de Hueso </li></ul><ul><li>Homeostasis mineral </li></ul>Ingesta de Ca + 1500 mg dia y Vit D 400 UI dia

10.
FRACTURA <ul><li>“ Solución de continuidad, parcial o total de un hueso&quot; producida de forma directa ( traumatismo) o indirecta ( acciones terapéuticas) cuya intensidad supera la elasticidad del hueso </li></ul><ul><ul><li>El tejido óseo tiende a sanar de manera semejante y similar al tejido original. </li></ul></ul>

11.
REPARACIÒN ÒSEA <ul><li>Definición: </li></ul><ul><li>Es la respuesta biológica del tejido óseo a las fracturas. </li></ul><ul><li>Consiste en el reemplazo de células muertas por células vivas derivadas del parénquima, lo que representa una regeneración del tejido conectivo cicatrización . </li></ul>

12.
REPARACIÓN DE FRACTURAS <ul><li>Consolidación de extremos fracturarios ( continuidad y estabilidad al hueso) </li></ul><ul><li>Activación, proliferación celular y diferenciación de tejidos. </li></ul><ul><li>Transformación tisular </li></ul><ul><li>( fibroso -> cartílago -> hueso ). </li></ul>

13.
REPARACIÒN ÒSEA <ul><li>Células que invaden el foco de fractura </li></ul><ul><li>- Células de estirpe osteoblástica </li></ul><ul><li>Predeterminadas a diferenciación ( osteoblastos ) </li></ul><ul><li>Provenientes del periostio y endostio </li></ul><ul><li>Producen osificación endocondral rápida (T. Oseo) </li></ul>

14.
REPARACIÒN ÒSEA <ul><li>Células que invaden el foco de fractura </li></ul><ul><li>- Células indiferenciadas </li></ul><ul><li>Pueden diferenciarse a osteoblastos </li></ul><ul><li>Provenientes de las partes blandas perifracturarias ( condroblasto y fibroblasto ) </li></ul><ul><li>Producen osificación membranosa lenta (T. fibrocartilaginoso) </li></ul>

15.
<ul><li>Demora meses, dependiendo del grado de fijación de la fractura. </li></ul><ul><li>La consolidación no es constante para todos los huesos, siendo diferente en los huesos de tipo compacto y esponjosos. </li></ul><ul><li>Osificación del callo primario por dos líneas: </li></ul><ul><li>· Osteogénesis periférica o perióstica , donde hay transfomación de fibro y condroblastos en osteoblastos. </li></ul><ul><li>· Osteogénesis central o endóstica , donde las células endostales se transforman en osteoblastos. </li></ul><ul><li>- Hay reabsorción de las corticales. </li></ul><ul><li>- Formación del callo secundario ú oseo . </li></ul>CONSOLIDACIÒN ÒSEA

16.
Etapas de la Consolidación Ósea según HUNTER <ul><li>1 ) Fase de Lesión </li></ul><ul><li>Quimiotácticos </li></ul><ul><li>Mitogénicos </li></ul><ul><li>Inductores </li></ul>

17.
Fase de Inflamación ( Primeras 48 h) <ul><li>Daño del periostio </li></ul><ul><li>Necrosis ósea en la zona de fractura </li></ul><ul><li>Inversion del flujo sanguìneo cortical de centr ì fugo a centrìpeta ( Hemorragia que formará el coágulo ) </li></ul><ul><li>Vasocontricciòn inicial 50 % inmediatam Vasodilataciòn </li></ul><ul><li>↑ Permeabilidad capilar intersticial (Histamina, Serotonina) </li></ul><ul><li>Leucocitos PMN , plasmocitos, linfocitos y macrófagos, que eliminan los tejidos necróticos y el hematoma </li></ul><ul><li>Formación de tejido de granulación debido a la invasión del hematoma por tejido conectivo. </li></ul>

18.
Fase de Callo blando (7-12 días) <ul><li>Diferenciación celular </li></ul><ul><li>↑ de proliferación vascular ( periostio , endostio y tejido circundantes vasculares) </li></ul><ul><li>Macrofagos y neutrofilos eliminan el tejido necrosado </li></ul><ul><li>Osteoclastos eliminan los fragmentos óseos. </li></ul><ul><li>Hipertrofia y ramificación de los vasos vecinos y cél mesenquimáticas que se diferencian en Fibroblastos, Osteoblastos y Condroblastos que forman una amalgama celular responsable del callo blando. </li></ul>

19.
Fase de Callo duro (3-4 meses) <ul><li>Mineralización en depósitos de Hidroxiapatita </li></ul><ul><li>Fortalecimiento de una unión ósea desorganizada </li></ul><ul><li>Retorno de las condiciones mecánicas del hueso </li></ul>

20.
Fase de Remodelación (meses a a ños) <ul><li>Apoptosis en el tejido óseo, sin respuesta inflamatoria. </li></ul><ul><li>R estauraciòn de la arquitectura cortical </li></ul><ul><li>Aparecen nuevos sistemas de Havers. </li></ul><ul><li>Se reabsorbe el callo y el h. membranoso </li></ul><ul><li>Se forma nuevo h. laminar además del canal medular </li></ul><ul><li>Resorción de h. trabecular por Osteoclastos . </li></ul>* El stress mecanico es responsible de determinar la arquitectura òsea . La remodelacion òsea ocurre en respuesta al stress fisico o a la falta de este. .

21.
The law of Bone transformation <ul><li>Descrita por Julius Wolf </li></ul><ul><li>Alemania 1836 – 1902 </li></ul><ul><li>“ Cada cambio en la forma y la función del hueso, es seguida por ciertos cambios definidos en su arquitectura interna e igualmente alteraciones secundarias definidas en su conformación externa de acuerdo con leyes matemáticas” </li></ul>

23.
Consolidación según Mc Kibbin 1978 <ul><li>- Callo externo . </li></ul><ul><li>- Callo perióstico. </li></ul><ul><li>- Callo medular. </li></ul><ul><li>- Callo Interfragmentario </li></ul>

24.
<ul><li>Per Prima </li></ul><ul><li>Ocurre en inmovilización quirúrgica absoluta (Placas, tornillos, etc). </li></ul><ul><li>No se forma el Callo Externo </li></ul><ul><li>Es de formación lenta </li></ul><ul><li>No salta defectos òseos </li></ul>

25.
<ul><li>Per Secunda </li></ul><ul><li>La consolidación se produce en inmovilización no absoluta (Yeso, CEM) </li></ul><ul><li>Estimulado por movimientos de compresión del foco. </li></ul><ul><li>Formación rápida </li></ul><ul><li>Salta un defecto óseo. </li></ul>

26.
Células madres Osteoprogenitoras <ul><li>Diferentes poblaciones: </li></ul><ul><li>Embrionarias </li></ul><ul><li>Mesenquimales </li></ul><ul><li>Derivadas del T. conectivo </li></ul><ul><li>Osteoblastos </li></ul><ul><li>Osteoclastos </li></ul><ul><li>Fibroblastos </li></ul><ul><li>Condroblastos </li></ul><ul><li>Adipositos </li></ul>

27.
Ciclo vital de las célula progenitora <ul><li>Activación </li></ul><ul><li>GF </li></ul><ul><li>Proliferación </li></ul><ul><li>Migración al sitio de acción </li></ul><ul><li>Fenóm de Quimiotaxis Elementos de la Matriz EC Mec. y químicos fibronectina, laminina, vitronectina, colágeno I y IV </li></ul><ul><li>Diferenciación </li></ul><ul><li>PO 2 Estímulos mecánicos </li></ul><ul><li>pH Matriz EC </li></ul><ul><li>Nutrientes BMPs y citoquinas Apoptosis </li></ul>

28.
Osteoinducción <ul><li>Es el proceso de estimular la osteogénesis. </li></ul><ul><li>Proteínas y mediadores que promueven la transformación de células mesenquimales en osteoblastos </li></ul><ul><li>PEPTIDOS </li></ul><ul><li>FACTORES DE CRECIMIENTO </li></ul><ul><li>PLAQUETAS </li></ul><ul><li>FIBROBLASTOS Extracelular </li></ul><ul><li>FACTOR b Intracelular </li></ul><ul><li>PROTEINAS MORFOGENETICAS BPM 2 7 Intranuclear </li></ul><ul><li>CITOQUINAS </li></ul><ul><li>INTERLEUKINAS </li></ul>

29.
Bone Morphogenetic Protein ( BMPs ) o Osteogenina <ul><li>Glicoproteína </li></ul><ul><li>Pertenece a la familia TGF -β (Transforming Growth Factor) con capacidad de inducir la formación de hueso nuevo, cartílago y T. conjuntivo . </li></ul><ul><li>BMPs 16 subtipos Osteoinductoras BMPs 2 -4-6-7 </li></ul><ul><li>Uso m è dico en fusiones vertebrales </li></ul><ul><li>BMPs mensajero EC </li></ul><ul><li>↓ </li></ul><ul><li>Receptores específicos de membrana </li></ul><ul><li>↓ </li></ul><ul><li>( +) M oduladores de respuesta IC </li></ul><ul><li>↓ </li></ul><ul><li>Activación del Núcleo </li></ul><ul><li>↓ </li></ul><ul><li>Activación Genética Runx 2 </li></ul><ul><li>Factores de trascripción intranuclear </li></ul>

30.
Osteoconducci ò n <ul><li>Propiedad y facilidad de una matriz para promover crecimiento óseo y la diferenciación de este a hueso maduro </li></ul><ul><li>Propiedades Fìsicoquìmicas de la Matriz Ósea </li></ul><ul><li>POROSIDAD 200 A 600 MCM </li></ul><ul><li>CAPILARIDAD </li></ul><ul><li>TRIDIMENSIONALIDAD </li></ul><ul><li>CERAMICA </li></ul><ul><li>CORAL </li></ul><ul><li>HIDROXIAPATITA </li></ul><ul><li>FOSFATO TRICALCICO </li></ul><ul><li>POLIMEROS GLICOLES </li></ul>

31.
Cicatrización de injerto con hueso autógeno <ul><li>– Osteogénesis Células supervivientes del injerto y células del hueso receptor son responsables de la formación de osteoide 4 primeras semanas . </li></ul><ul><li>– Osteoinducción Depende del aporte sanguíneo, se produce angiogénesis en el tejido injertado, lo que provee células que comienzan a remodelar el injerto por reabsorción y aposición. Luego de la colocación del injerto hay liberación de BMP, de 2 sem a 6 meses, con pico a las 6 sem . </li></ul><ul><li>– Osteoconducción La matriz inorgánica produce el relleno del espacio. La lámina cortical actúa como membrana, la cual contiene el relleno mientras se produce la mineralización </li></ul>

32.
Osteoinducci ò n/Osteoconducción OSTEOINDUCCION Angiogenesis CELULAS INMADURAS OSTEOBLASTICAS INVASION VASCULAR OSTEOCONDUCCION matriz infiltrable RECAMBIO OSEO Contenido proteico BPMs

33.
Consolidación bajo inmovilización rígida. <ul><li>Sneck demostrò que por perfecta que sea una reducción de Fx, siempre quedan espacios entre las osteonas. </li></ul><ul><li>Espacio < 150 mcr se produce una verdadera aposición laminar ósea de superficie, desde el periostio y el endostio (T. óseo uniforme, firme y resistente) </li></ul><ul><li>Espacio > 150 mcr requiere penetración vascular y formación de osteonas (T. óseo maduro cuya orientación no sigue el eje normal longitudinal) </li></ul>

34.
Consolidación bajo inmovilización rígida. <ul><li>Hasta 0,5 mm espacio apto para unión cortical </li></ul><ul><li>Si es > 0,5 mm el hueso tiene que recurrir a un callo endóstico y perióstico con relleno posterior del espacio. </li></ul><ul><li>Proceso muy lento </li></ul><ul><li>Osteosíntesis puede sufrir rotura o aflojamiento. </li></ul><ul><li>Consolidación de fracturas </li></ul><ul><li>implantación de un cátodo para crear un campo electromagnético </li></ul><ul><li>no uniones hipertróficas </li></ul><ul><li>sin defectos grandes o macro movimientos </li></ul><ul><li>brechas menores de 0.5 mm </li></ul>

35.
Factores estimuladores de la formación ósea en la reparación de las Fx <ul><li>Estímulo eléctrico </li></ul><ul><li>Fukuda y Yasuda (1957) demuestran que la deformidad mecánica de un hueso produce potenciales eléctricos </li></ul><ul><li>Basset (1965) demuestra que la fuerza de stress origina cargas electronegativas de compresión (osteogenesis) y electropositivas de dis tracción (osteclasia) </li></ul><ul><li>Friedemberg y Brighton (1966) encontraron que en los extremos fracturarios hay más electronegatividad </li></ul>

36.
<ul><li>Estímulo humoral </li></ul><ul><li>Bier (1920) sugirió que debía existir alguna sustancia estimuladora, finalmente aislada por Urist en forma de proteína BMP </li></ul><ul><li>Estímulo ambiental </li></ul><ul><li>Petersson y Mc Murray dicen q son tres los factores que tienen más importancia en el medio externo para cambiar las características de las células: </li></ul><ul><li>Nutrición </li></ul><ul><li>Substrato </li></ul><ul><li>Condiciones mecánicas del ambiente (O 2 ) </li></ul>

37.
Clasificación fracaso de consolidación (Robert Brasser) <ul><li>1.- Localización anatómica. </li></ul><ul><li>2.- Factores asociados a la Fx. </li></ul><ul><li>3.- Factores dependientes del tratamiento. </li></ul><ul><li>Localización anatómica </li></ul><ul><li>H. Esponjoso consolida más fácil que el H. compacto cortical </li></ul><ul><li>Mas vascularizado </li></ul><ul><li>Menos inserciones musculares </li></ul><ul><li>Mayor n ù mero de células indiferenciadas </li></ul>

38.
Factores favorables en consolidaciòn de Fx

39.
Factores que desfavorecen la consolid. de la Fx

40.
Complicaciones <ul><li>Retraso de unión y No unión </li></ul><ul><li>Resultan de estabilización insuficiente. </li></ul><ul><li>Caracterizadas por : </li></ul><ul><li>Abundante formación de callo fibroso </li></ul><ul><li>Ensanchamiento la brecha fx por resorción </li></ul><ul><li>Fallo de la sustitución interfragmentaria de fibrocartílago por hueso. </li></ul>

41.
Complicaciones <ul><li>Retardo de consolidación </li></ul><ul><li>- Se da cuando una Fx bien reducida e inmovilizada, después de haber transcurrido el tiempo suficiente para consolidar, aún no se ve la unión ósea completa. </li></ul><ul><li>Radiográficamente se ve la línea de fractura. </li></ul><ul><li>No hay dolor ni movimientos anormales en el foco de lesion </li></ul>

42.
Complicaciones <ul><li>Pseudoartrosis </li></ul><ul><li>Después de haber transcurido el tiempo suficiente para la unión ósea, no se ve el callo que puentea los extremos fracturados </li></ul><ul><li>Radiológicamente radiotransparencia en el sitio de fx </li></ul><ul><li>Clínicamente hay movilidad del foco, tumefacción, calor local y escaso dolor a la función (carga) o indoloro. </li></ul><ul><li>“ P. hipertrófica o en pata de elefante ” reacción proliferativa ósea de los extremos ( mas frecuente ) </li></ul><ul><li>“ P. hipovascular o atrófica ” defecto de vascularización, los extremos de los fragmentos tienden a atrofiarse y a afiliarse e incluso pierden densidad. </li></ul>

43.
Diferencias clínicas <ul><li>Retardo de consolidación simple </li></ul><ul><li>movilidad limitada y elástica </li></ul><ul><li>> tumefacción tisular y calor local </li></ul><ul><li>Pseudoartrosis </li></ul><ul><li>movilidad es mucho más libre </li></ul><ul><li>menos tumefacto y frío </li></ul><ul><li>Cálculo del tiempo de consolidación </li></ul><ul><li>Si se supera ese tiempo se habla de retardo de consolidación y si es > 3 meses es pseudoartrosis </li></ul>

44.
Complicaciones <ul><li>Consolidación viciosa </li></ul><ul><li>L os extremos de la fractura consolidan en mal posicionamiento trayendo deformidades o disfunciones . </li></ul><ul><li>Formacion de hueso heterotopico (osificacion ectopica) </li></ul><ul><li>La (FHH) en las partes blandas adyacentes a la articulación es una complicación frecuente de las cirugías o inmovilizaciones tempranas. </li></ul>

45.
<ul><li>Rigidez articular </li></ul><ul><li>Es la complicacion que compromete a la articulacion vecina a la Fx, ocasionandole perdidad de la amplitud de movimientos, generalmente debido al medio inmovilizador. </li></ul><ul><li>Atrofia òsea de Sudeck </li></ul><ul><li>Distrofia NV refleja que compromete a los h. periarticulares cercanos a la Fx originando una rarefaccion osea con manifestaciones cl de dolor, tumefaccion, limitacion de movimientos, piel lisa brillante con aumento de la Temperatura. </li></ul>

46.
Indometacina <ul><li>Pgs proinflamatorias + BMP participan en el proceso de formación ósea heterotrópica. </li></ul><ul><li>Pgs tienen una acción directa en el aumento del número y tamaño de osteoclastos y en la estimulación de su actividad (dise ño arquitectura osea o remodelac) </li></ul><ul><li>Al inhibir Pgs se incrementa el umbral de formación ósea y dificulta la misma . </li></ul><ul><li>Las Pgs estimulan la formacion de peptidos angiogenicos </li></ul>

47.
<ul><li>Fibrodisplasia Osificante Progresiva (FOP) </li></ul><ul><li>- En condiciones normales, los GB (linfoblastoides) deben producir balanceadamente BMP4 , asi como proteinas que bloquean y eliminan las BMP4 Noggin y Gremlin ( retroalimentacion negativa ) </li></ul><ul><li>- La falla en la producci òn apropiada de algunos antagonistas y supresores de BMP4 en respuesta a una señal de la misma, explica los niveles de expresion y actividad de BMP aumentados en la FOP ( Osteog è nesis Hipertròfica ) </li></ul>Complicaciones

48.
<ul><li>1. Browner, Bruce et al, Skeletal Trauma: basic science, management and reconstruction , 3 ra edición, Filadelfia, Pennsylvania, USA, Editorial SAUNDERS, 2003, vol I, 1149 págs. </li></ul><ul><li>2. Muschler GF, Midura RJ. Conective tissue Progenitors: Practical concepts for clinical applications . Clinical Orthopedics 2002. 395: 66-80. </li></ul><ul><li>3. Reddi AH, Bone Morph genetic Proteins: From Basic Science to Clinical applications, Journal Bone and Joint Surgery, 2001. 83-A, S1:1-6. </li></ul><ul><li>4. Espinosa Vicario et al, Los aloinjertos óseos en Cirugía Ortopédica y Traumatología , Madrid, España, 2004, vol II, 2335 págs. </li></ul>Bibliografía

49.
<ul><li>5. Clavel-Sáinz M. Meseguer Olmo L.R: García Novalvos. Estudio sobre la </li></ul><ul><li>estructura del tejido óseo. Ciencias básicas aplicadas a la Cirugía Ortopédica. Curso básico Fundación SECOT.93-105.1999 </li></ul><ul><li>6. Iversenn L.D. Swiontkowski M.F. Manual de urgencias en ortopedia y </li></ul><ul><li>traumatología. Masson 1997 </li></ul><ul><li>7. López- Duran Stern. M. Patología Quirúrgica. Tomo I , capitulo ·3 .Luzan S.A. </li></ul><ul><li>Ediciones </li></ul><ul><li>8. Mc Rae Ronald. Tratamiento práctico de fracturas. Tomo I. Mc Graw-Hill. </li></ul><ul><li>Interamericana-1998 </li></ul><ul><li>9. Ostrum R.F.,Chaao E.Y .Lesión, regeneración y reparación óseas </li></ul><ul><li>10.Ciencias Basicas en ortopedia. Americam Academy of Orthopaedic Surgeons. </li></ul>

50.
<ul><li>11. Muschler GF, Midura RJ. Conective tissue Progenitors: Practical concepts for clinical applications. Clin Orthop 2002. 395: 66-80. </li></ul><ul><li>12. Reddi AH. Bone Morph genetic Proteins: From Basic Science to </li></ul><ul><li>Clinical applications J Bone Joint Surg. 2001. 83-A. S1:1-6. </li></ul><ul><li>13. Urist MR Bone: formation by autoinduction. Science 1965. 150: 893- 899. </li></ul><ul><li>Clavel-Sáinz M. Meseguer Olmo L.R: García Novalvos. Estudio sobre la </li></ul><ul><li>estructura del tejido óseo. Ciencias básicas aplicadas a la Cirugía Ortopédica. Curso básico </li></ul><ul><li>Findación SECOT.93-105.1999 </li></ul><ul><li>14. Iversenn L.D. Swiontkowski M.F. Manual de urgencias en ortopedia y </li></ul><ul><li>traumatología. Masson 1997 </li></ul><ul><li>15. López- Duran Stern. M. Patología Quirúrgica. Tomo I , capitulo ·3 .Luzan S.A. </li></ul><ul><li>Ediciones </li></ul><ul><li>16. Mc Rae Ronald. Tratamiento práctico de fracturas. Tomo I. Mc Graw-Hill. </li></ul><ul><li>Interamericana-1998 </li></ul>

51.
Gracias!!!