ISTITUTO G. PINI – UNIVERSITA’ DI MILANO
U.O.C. CHIRURGIA ORTOPEDICA RIPARATIVA
Direttore: G. M. Calori
AVN Trattamento della necrosi avascolare della testa
del femore
G.M. Calori - E. Mazza
G.M. Calori - E. Mazza
AVN Trattamento della necrosi avascolare della testa del femore
EPIDEMIOLOGY
• In USA it’s expected that in the future almost
10.000-20.000 patients will develop femoral head
osteonecrosis every year
• 70 % male 30 - 40 yrs old
• Over 50% will develop the desease on both sides
within two years
G.M. Calori
Calori -- E.
E. Mazza
Mazza
G.M.
AVN Trattamento
delladella
necrosi
avascolare
Trattamento
chirurgico
necrosi
asetticadella
dellatesta
testadel
delfemore
femore
OSTEONECROSIS
Osteonecrosis
is
a
relentless process which
ultimately
leads
to
femoral head collapse!
THR
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CLASSIFICATION
• ASEPTIC:
- fisical means
- chemical means
- ischemic:
- traumatic
- cortisone
- idiopatic of the adult
- idiopatic of the young (osteocondrosis)
- local (osteocondrosis dissection)
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CLINIC
OFTEN THE FIRST SYMPTOM IS PAIN, WITHOUT
RELATED RADIOGRAPHICAL SIGNS
Causes of early pain:
- tissue ischemia
- pressure increase inside the bone
- microfractures in the avascular zone
THE RADIOGRAPHICAL CHANGES CAN APPEAR LATER
THAN THE PAIN EVEN UP TO 6 MONTHS
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DIAGNOSIS
•
•
•
•
Clinic
X-RAY e scintigraphy (negative in early stages)
TC (can show subcondral fractures)
NMR: - first test in early stages
- extension of the head’s involvement
- finds the early transformation of the
ematopoietic marrow in fat marrow
- finds those patients with higher risk
before the lesion of the femoral head
takes place
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DIAGNOSIS
Immagini =>
1. T1 W la linea di demarcazione che circoscrive il segmento osteonecrotico
appare come una linea a bassa intensità di segnale
2. T2 W la stessa linea rivela il segno della "doppia linea", caratterizzato dalla
giustapposizione di una banda interna ad alta intensità di segnale e da una
esterna a bassa intensità di segnale.
Necrosi midollare iniziale:
•Il tessuto necrotico =>alta intensità di segnale su immagini T1 W e di segnale
intermedio su quelle T2 W,Tale modello predomina nelle lesioni iniziali di
osteonecrosi avascolare senza collasso della testa femorale.
Collasso:
•bassa intensità di segnale su entrambe le sequenze T1 W e T2 W
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TREATMENT
GOALS:
• Attempts should be
made to save the head
• Would like to avoid THR
• Don’t burn any bridges
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STAGING
It’s based almost exclusivelly on clinic, X-ray and
on NMR:
• Marcus et al. (1973)
• Ficat and Arlet (1980-1985)
• Steinberg (1984)
• Vernace (1990)
• ARCO (1993)
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TREATMENT
1. PREVENTION
2. CONSERVATIVE
A. symptomatic therapy (FANS, absolute no
weight unbearing)
B. FKT
C. electrostimulation (CEMP)
D. ESWT
3. SURGERY:
A. transplant vascular fibula central
B. osteotomy
C. decompression with bone graft
D. prothesis
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ALGORITHM
1. PREVENTION
2. CONSERVATIVE
A. symptomatic therapy (FANS, absolute no
weight unbearing)
B. FKT
C. electrostimulation (CEMP)
D. ESWT
3. SURGERY:
A. vascularized fibular transplant
B. core decompression
C. decompression + biotechnologies
D. THR
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3A
VASCULAR FIBULA
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VASCULAR FIBULA
ONLY SYMPTOMATIC PATIENTS
INDICATIONS
• age < 50 yrs
• STAGE II - III (BUT WITH GOOD HEAD SHAPE)
• Good vascular status
TIBIAL POST. & PEDIDIA
IN CASE OF IPO-/ASFIGMIA
EXECUTE ARTERIOGRAPHY !
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OUT-COME = 70%
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CORE DECOMPRESSION
3B
LIEBERMANN
TRAPDOOR PROCEDURE:
SEVERE LARGE / EARLY
COLLAPSED LESION
3C
MONT
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3C
TANTALIUM AUGMENTATION
• Central decompression
• Scaffold
• GFs
PRE-COLLAPSE
SMALL-MEDIUM SYMPTOMATIC LESION
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STUDY
• 36 hips (34 pts ) with symptomatic AVN in 2 groups:
– A treated with only tantalium rod
– B treated with tantalium rod and BMP-7
•
All the patients had a complete FU
•
The average duration of clinical FU of the patients was 24 months (range,
12-42 months)
•
Pre-op evaluation included AP and lateral RX and NMR imaging to
determine the staging system according to the classification system of the
University of Pennsylvania (Steinberg)
RESULTS (healing rate: clin + rx)
A < 78%
B < 83% (+5%)
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Osteogenic
cells
Osteoconductive
scaffolds
The
Regenerative
Mechanical
environment
Pentagon
Vascoularization
neoangiogenesis
Growth
factors
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3C
M.I.B.
(MINIMAL INVASIVE BIOTECH)
RATIONALE
• DECOMPRESSION OF THE FEMOUR HEAD
• REMOVAL NECROTIC BONE
• INTRODUCTION OF BIOTECH DEVICES
rhBMP7 + Scaffold + MSC
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M.I.B.
(MINIMAL INVASIVE BIOTECH)
INDICATIONS
• age < 60 yrs *
STAGE II – III
GOOD HEAD SHAPE WITHOUT COLLAPSE
VALID
ROM
ALSO IN
NON-SYMPTOMATIC PATIENTS
• age > 60 yrs
POSSIBLE PROSTHESIS
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BMP-7
• Evidence level 1:
– BMP´s are superior (4) equal (1) inferior (1) to autograft
•
Evidence level 2:
– BMP´s combined with autograft has higher fusion rates than autograft alone
•
Evidence level 3:
– Dyshagia rate was higher in anterior body fusion
•
Evidence level 4:
– BMP´s are superior, but 20% bone resorption and complications
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Only recombinant BMP-7 have level A grade of
raccomandation according EBM criteria
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BMP-7
SECURITY OF THE DOSE
1 vial of Osigraft = 3.5 mg Eptotermin Alfa
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SCAFFOLD
BiOTECK technology
®
Bio-Gen - equine bone tissue without collagen used in
Odontostomatology
Osteoplant - bone tissue with a highly load-resistant
collagen used in Orthopaedics and Neuro-surgery
Osteoplant Flex - decalcified, flexible and mouldable
equine bone tissue with collagen used in reconstruction
surgery
Biocollagen - lyophilized membrane of equine collagen
used in guided bone regeneration
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SCAFFOLD
• Deantigenated
• Biological nature
• Metabolization
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CELLS
Mesenchimal Stromal Cells
by selective filtration
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“BIOLOGICAL CHAMBER”
Removal of the necrotic bone
Bleeding tissue
Biological Chamber
Scaffold
Cells
Growth factors
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Osteogenic
cells
Osteoconductive
scaffolds
The
Regenerative
Mechanical
environment
Pentagon
Vascoularization
neoangiogenesis
Growth
factors
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CREATE A BIOLOGICAL CHAMBER
Osteogenic
cells
Osteoconductive
scaffolds
Growth
factors
POLYTHERAPY
P. Giannoudis
G.M. Calori – M. Colombo
Biotechnologies
Forearm NUs with CBD: the role of
A biological reactor where all components required for new bone
formation are present
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M
S
Biological Chamber
G.M. Calori – P. Giannoudis
GF
C
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DISPOSABLE
INSTRUMENTATION
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DISPOSABLE
INSTRUMENTATION
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TECHNIQUE
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TECHNIQUE
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TECHNIQUE
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TECHNIQUE
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STUDY PROTOCOL
PURPOSE: analyze the efficacy of the core decompression
and the implant of BMP-7 associated to an equine scaffold
with MSC as bone regenerating agents in the treatment of
AVN
Clinical success was regarded as pain-free full-weight bearing
and complete hip range of movement without pain
Imaging success was judged upon the presence and staging of
new bone formation and the absence of head collapse
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STUDY PROTOCOL
• Patients affected by AVN of the femoral head
(idiophatic, traumatic, cortisonic, embolic)
Inclusion criteria
• Age < 60 years
• Stage II-III Steinberg
• Symptomatic and non symptomatic patients
• Patients with active infection at the AVN site or
active systemic infection
Esclusion criteria
• Patients with diagnosed autoimmune diseases
• Patients in which THR is considered indispensable
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STUDY PROTOCOL
• Clinical: pre-op, post op, post 1, 3, 6, 9, 12 mts
EVALUATION
FORM
• Rx: pre-op, intra-op, post-op, post 1, 3, 6, 12 mts
• RMN &
TC:
pre-op, post 6, 12 mts
Min FU 9 months
Complications
Peri/post-op complications were recorded and
classified as severe, moderate or mild
All adverse events were classified as serious or
non-serious
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PATIENTS
18 patients
20 AVN
• 11 post-traumatic
• 7 idiopathic
• 2 post long term therapy with cortisone
1
A.G. 53 yrs
Male
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A.G. After 45 days
Clin. Ev: No pain
ROM complete
Rx: good bone formation
on the previous necrosis site
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A.G. After 3 months
Clin. Ev: No pain
ROM complete
TC: No progression of necrosis
No collapse of the head
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A.G. After 5 months
Clin. Ev: No pain
ROM complete
RMN: stable necrosis
No collapse - Scaffold in situ
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2
L.S. 41 Yrs - Male – Bilateral AVN after
prolunged cortisonic therapy
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L.S. Post op
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L.S. Post 2 months
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L.S. Post 5 months TC
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3 Z.M. 28 Yrs – Male – TC guide
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After 3 months
Post-op
Post 1 month
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After 6 months
Clin. Ev. No pain – ROM complete
TC: No necrosis tissue - Scaffold in situ - No collapse
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After 8 months
Clin. Ev. No pain – ROM complete
RMN: No necrosis tissue - Scaffold in situ - No collapse
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R.G. 48 Yrs - Female - Post-traumatic AVN
4
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R.G. Post-op
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R.G. Post-op
1 month
3 months
6 months
5
B.G. 60 yrs
Male
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B.G. Post-op
Post 1 month
Post 4 months
TC post 3 months
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8
A.D. 35 Yrs - Female – Post-traumatic AVN
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PRELIMINARY RESULTS
17 good
•
•
•
•
no pain
good function
expected integration of the biotechnologies
no head collapse
2 poor
•
•
•
•
progression of the necrosis
pain
poor functional status
1 sub-trochanteric fracture after trauma
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HISTOLOGY
Collapse
Model
Scaffold + MSC
& BMP-7
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COMPLICATION
6
B.E. 56 Yrs - Female – Bilateral AVN
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Post 10 days – trauma - nailing
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PTS CARE
Cost Analysis
Economic Feasibility
ISTITUTO G. PINI – UNIVERSITA’ DI MILANO
U.O.C. CHIRURGIA ORTOPEDICA RIPARATIVA
Direttore: G. M. Calori
AVN Trattamento della necrosi avascolare della testa
del femore
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