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  • 1. CONGRESO INTERNACIONAL DE TURISMO TERMAL 2-6 de Marzo 2011 OURENSE. GALICIA. SPAIN CULTIVO DE CONDROCITOS. EL MACI-ICC PROCEDIMIENTOPARA PRESERVAR LAS ARTICULACIONES (RODILLA-TOBILLO) CELLS CULTURE: THE MACI-ICC PRODEDURE FOR KNEE- ANKLE JOINTS PRESERVATION Prof. Pedro Guillén Marzo 2011 Unidad de Investigación de la Clínica CEMTRO Madrid, España
  • 2. Clínica CEMTRO, Madrid
  • 3. Clínica CEMTRO, MadridLESIÓN CONDRAL AGUDA (22x18mm) M.E. ROTO C.F.I. DE R.D.
  • 4. Clínica CEMTRO, MadridL.C.A. ROTO C.F.E. LEVE LESIÓN CONDRAL
  • 5. Clínica CEMTRO, Madrid
  • 6. Clínica CEMTRO, Madrid TUNEL FEMORAL
  • 7. Clínica CEMTRO, Madrid T2
  • 8. Clínica CEMTRO, Madrid
  • 9. 14 months… after surgery… ICC for Arthroscopy, May 2009. Jumpping Europe Champion 2010 Excellente result.MRI 6 month MRI 14 month
  • 10. Tejido de Reparación
  • 11. CARTÍLAGO ARTICULAR• Tejido conectivo especializado de las articulacionesCapa lisa de 2-4 mm de espesor, bajo coeficiente de fricción• FUNCIONES: 1. Absorber la sobrecarga de presión de la superficie articular 2. Permitir el movimiento entre las superficies de los huesos sin fricción entre ellas• LOCALIZACIÓN: area articular de huesos como el fémur, platillo tibial o rótula
  • 12. COMPOSICIÓN • Agua: 65%-80% • Colágeno: 15%-20% • Agrecano: 4%-7% • Sólo un tipo celular: condrocito• Condrocito: recambio de la matriz extracellular (síntesis y degradación) • No inervado ni vascularizado: nutrición por difusión pasiva.
  • 13. CARTÍLAGO HIALINOCartílago articular normal teñido con hematoxilina-eosina y safranina-O
  • 14. CONDROPENIA (Pérdida de cartílago) 1980: Ambiente Sinovial. Edit. Mapfre. 1981: Binomio Sinovitis-Condropatía. Edit. Mapfre.1984: Respuesta de la Articulación de la Rodilla ante el trauma, esfuerzo y reposo. Edit. Mapfre.1997: Genufonía o Lenguaje de la Rodilla. Anales Real Academia de Medicina de Madrid.1998: Identador o Medidor de Cartilago. Edit. Mapfre e I. B. V. 1999: Mapa Cartilaginoso de la Rodilla con el Identador. Edit. Mapfre La palabra “condropenia” no está recogida en el diccionario español
  • 15. CONDROPENIA Cartílago empobrecidoBuscar algún parámetro del líquido sinovial Condropenia: Cualitativa y cuantitativa
  • 16. OPCIONES TERAPÉUTICAS• Limitada capacidad de auto-reparación• Alternativas para el tratamiento de las lesiones delcartílago articular: • Desbridamiento • Microfracturas • Mosaicoplastia • Transplante de cartílago • Implante de condrocitos autólogos
  • 17. INGENIERÍA TISULAR (I.T.) ¿ Lo definimos? ........ NO es tan fácil CIENCIAMULTIDISCIPLINAR • REGENERACIÓN • REPARACIÓN De órganos o Dirigida a: tejidos lesionados • SUSTITUCIÓN • BIOLOGÍA • QUÍMICA • INMUNOLOGÍA Aprovechando los avances básicos en: • FÍSICA • INFORMÁTICA
  • 18. INGENIERÍA TISULAR (I.T.) Tiene una FINALIDAD:Implantar en el hombre: • CÉLULAS VIVAS • SUSTITUTOS BIOLÓGICOS DE ÓRGANOS • PARTES DE ÓRGANOS • MANIPULACIÓN DEL ENTORNO EXTRACELULAR • Audet J, Stem cell bioengineerlng for regenerative medicine. Expert Opin Biol Ther. 2004. 4:631-644.• Fodor WL. Tissue engineering and cell based therapies, from the bench to the clinlc: the potentlal to replace, repair and regenerate. Reprod Biol Endocrinol. 2003 1:102. http://www.rbej.com/content/1 /1 /102 • Tuan RS, Eyre D, Schurman DJ. Biology of developmental and regenerative skeletogenesis. Clin Orthop. 2004 427 (Suppl):S105-S117.
  • 19. INGENIERÍA TISULAR (I.T.) Otros comentan... “Conjunto de tecnologías biomédicas, que colaboran a la curación de grandes lesiones de tejidos que no se auto-reparan”- Garfein ES, Orgill DP, Pribaz JJ. Clinical applications of tissue engineered constructs. Clin Plast Surg. 2003 30:485-498. - Langer R, Tirrell DA. Designing materials for biology and medicine. Nature. 2004 428:487-492. - Malchesky PS. Artificial organs 2003: a year in review. Artif Organs. 2004 28:410-424.
  • 20. INGENIERÍA TISULAR (I.T.) Órganos, formados por tejidos y, éstos, por diferentes clases de células y su matriz extracelular La I.T.:- Actúa y modifica los componentes tisulares y, así, - Confecciona Tejidos y, por tanto, Órganos
  • 21. INGENIERÍA TISULAR (I.T.) La I.T.:- Trata de compensar la precariedad de Órganos- Creando Tejidos nuevos para sustituir a Tejidos enfermos
  • 22. INGENIERÍA TISULAR (I.T.) La I.T. “in vitro” (piel, cartílago, arterias,...) “in vivo”Las células TRONCALES (C. Madre) Totipotentes o al menos Pluripotentes: - Pueden ser de: - Origen EMBRIONARIO - Origen TEJIDOS ADULTOS - Son “INMORTALES”,- Fáciles de manipular genéticamente,- Con crecimiento ilimitado y regulado
  • 23. FuturoTraumatología del Siglo XXI. QUO VADIS COT 1. Cultivo celular: Medicina Molecular y Celular. 2. Medicina Regenerativa. 3. Cirugía Robótica.4. Nanotecnología en Cirugía Ortopédica. 5. Sala estéril o Blanca.
  • 24. FuturoTraumatología del Siglo XXI. QUO VADIS COT 1. Cultivo celular: Medicina Molecular y Celular. 2. Medicina Regenerativa. 3. Cirugía Robótica.4. Nanotecnología en Cirugía Ortopédica. 5. Sala estéril o Blanca.
  • 25. La medicina celular emplea células que son implantadas enlos tejidos lesionados puede sertransplante autólogo, heterólogo o células madre.
  • 26. La medicina molecular abarcaría lo anterior pero las células sontratadas con una molécula cuyo efecto sería mejorar elfuncionamiento de esas células
  • 27. CartílagoLigamento Tendón Músculo Hueso
  • 28. TERMINOLOGÍA  “Fase de Expansión” de las células que se implantan. (no es un término unívoco). “Fase de Proliferación celular” (define de forma inequívoca la actividad celular). La expansión celular se produce en dos fases por mecanismos totalmente distintos: Cuando el número de células aumentan. Cuando se alarga el citoplasma.
  • 29. Puede haber una respuesta delcondrocito a la lesión,pero esta respuesta no consigue reparar el cartílago.
  • 30. • En las osteoartritis-osteoartrosis, se sabe que los condrocitos producen clones celulares para reparar los defectos pero no lo logran y la artrosis avanza y se termina en una prótesis• Por esta razón, los esfuerzos de reconstrucción quirúrgica de los defectos condrales han concentrado sus esfuerzos en los - Aloinjertos - Autoinjertos de cartílago obtenidos mediante cultivos celulares.
  • 31. En las microfracturas y sangrado de los extremosarticulares, el fibrocartílago así formado esnotablemente diferente del cartílago articular hialino
  • 32. El cartílago hialino articular (CHA) disfruta, según recientes estudios de sorprendentes propiedades como sistema de ingeniería biológica; y estoha significado que los nuevos métodos quirúrgicos se dirijan a conocer yobtener las condiciones necesarias para la replicación del cartílago articular.
  • 33. El cultivo de condrocitos autólogos produce una réplica del cartílago articular.
  • 34. Medicina celular y molecular: conjuntode aproximaciones terapéuticasbasadas directamente en las modernastécnicas de biología molecular y celularcon dos líneas de tratamiento. – La manipulación de genes que ha dado lugar a la terapia génica – El cultivo y control de la diferenciación de células que ha dado lugar a la terapia regenerativa bien a nivel de tejidos, bien a nivel de órganos.
  • 35. Hoy día las técnicas másavanzadas de regeneración tisular descansan todavía en las células especializadas capaces depropagarse, como son las que seutilizan en los autotransplantes de piel o condrocitos y en los transplantes de médula.
  • 36. La terapia génica busca curar enfermedades causadas por el mal funcionamiento de una proteína, cuando el origen de esta anomalíaes consecuencia de la alteración del gen quela codifica. Lo que persigue la terapia génica es introducir en el organismo un gen sin estas alteraciones, que codifique una proteína correcta.
  • 37. Las terapias regenerativas están consiguiendo resultadosespectaculares en la clínica en casosmuy concretos como transplantes de médula y los autrotransplantes de condrocitos y de piel. Se ha puesto también muchas esperanzas en lascélulas troncales tanto embrionarias como inducidas.
  • 38. Dentro de este capítulo de lasterapias regenerativas, laregeneración tisular de órganosestá mereciendo una atenciónespecial de la sociedad y de lacomunidad médica. Laregeneración tisular de órganos,de funcionar, terminaría con laescasez de órganos paratransplante y con el problema delrechazo del órgano implantado.
  • 39. En esencia, la técnica consiste en eliminar todas las células del órgano y repoblar la especie de esqueleto que queda trasdescelularizar, constituido por elconjunto de la matriz extracelular del órgano, con nuevas células.
  • 40. Los resultados son espectacularespero a su vez muy alejados delmomento de su aplicación clínica:El corazón regenerado late, perosólo bombea un 2 % de lo quedebía bombear; en el caso delpulmón, su capacidad deintercambiar oxígeno es deaproximadamente un 40 % de el delpulmón normal y aparecenhemorragias.
  • 41. Se corre el peligro de que el éxito de una serie de aplicaciones muy concretas de la medicina regenerativa, se utilice de formapoco crítica para promocionar todo tipo de terapia regenerativa.
  • 42. Conocimientos muy limitados delos procesos celulares implicadosen la terapia regenerativa;enfermedades muy graves a lasque es muy sensible la opiniónpública para los que las terapiasregenerativas pueden ser la únicaesperanza de cura: rendimientoseconómicos importantes.
  • 43. Habría que evitar por muchas razones que la precipitación convirtiera a la medicinaregenerativa en sufrimiento humano y fracaso como ocurrió con la terapia génica.
  • 44. En los últimos años han surgido unaserie de herramientas que llegarán a serde uso común en la Medicina del futuro.Destacan el empleo de células con finesterapéuticos (Medicina Celular) y lautilización de moléculas bioactivas trasla identificación de las basesmoleculares subyacentes a unapatología determinada (MedicinaMolecular). Actualmente se consideraterapia consolidada el implante decondrocitos autólogos para eltratamiento de lesión del cartílago
  • 45. MEDICINA MOLECULAREn cuanto a la medicina molecular, parael tratamiento de las patologíasarticulares, actualmente se estáninvestigando una serie de moléculas quepotencian la síntesis de matrizextracelular en los condrocitos. Entreellas destaca el dinucleótido Ap4A, quepromueve la síntesis de matrizextracelular cuando se añade acondrocitos en cultivo.Sin embargo, su utilización in vivo enpacientes requiere de más investigación.
  • 46. Medicina Molecular en la cirugía de la rodilla Incorporación de Moléculas denaturaleza Nucleótido en el cultivo de condrocitos autólogos como aceleradores de la producción de matriz extracelular.
  • 47. El MACI produce una buena matriz extracelular Cartílago normal Tejido de reparación MACI MACI La matriz extracelular queproducen los MACI es próxima a la del cartílago sano.
  • 48. LOS CONDROCITOS NORMALES Y DEL MACI, producen MAS COLÁGENO II y MENOS COLÁGENO X Colágeno II N M R Colágeno X N M R Los condrocitos del MACI presentan niveles de colágeno II y X semejantes a los existentes en el 54 tejido normal tal como muestra la técnica de western-blot.
  • 49. EL MACI ES UNA TÉCNICA CONTRASTADA MEJORARLO…ACELERAR EL PERÍODO DE RECUPERACIÓN
  • 50. Compuestos nucleotídicosSe ensayaron compuestos nucleotídicos en condrocitos de personas acondroplásicas ¿Podrán tener un efecto semejante en los condrocitos del MACI? El mejor candidato NH 2 NH 2 N N N N N N O O O O N N O P P O O P P O O O O OH OH OH OH OH OH OH OH Ap4A
  • 51. Al aplicar Ap4A al MACI se acelera la producción de matriz extracelular Días Días 15 7 3 0 15 7 3 0 MACI sin tratamiento Tratados
  • 52. Al aplicar Ap4A al MACI se acelera la producción de matriz extracelular Tratado Sin tratar Tratado Sin tratarDía 0 150 Matriz extracelular (% control) 140 130 Ap4ADía 3 120 110 100Día 7 0 2 4 6 8 10 12 14 16 DíasDía 10 Cuanto más azul se vuelve el medio en el que están los condrocitos mayor es la cantidad de la matriz extracelular. El dinucleótido Ap4A consigue que se produzca la matriz extracelular en un periodo 58 de tiempo menor.
  • 53. La calidad de la matriz extracelular es buena en la proporción de colágenos DINUCLEOTIDO Colágeno II Colágeno X No Tratado Tratado No Tratado TratadoLa proporción de los colágenos de la matriz extracelular que produce el MACI después del tratamiento con Ap4A, es 142 kDa 66 kDa adecuada,más colágeno II que colágeno X tras el tratamiento,tal y como se puede ver en las electroforesis (western-blot). Gel 7% Gel 10 %
  • 54. ¿Cómo funciona el dinucleótido Ap4A?Inmunocitoquímica para los receptores P2Y2 Western-Blot MW 66-Los condrocitos del MACI son activados por el 45- Ap4A ya que poseen receptores para nucleótidos del tipo P2Y en sus membranas.La presencia de receptores P2Y en condrocitos se puede ver en color rojo.La electroforesis (western-blot) con una sola banda de proteína confirma la presencia de estos receptores. 60
  • 55. Casuística ACI MACI Instant CemtroCell1996-2000 2001-2007 ICC152 cases 174 cases 2008-2010 25 cases Casos Total: 351 cases
  • 56. TRATAMIENTO DE DEFECTOS CONDRALES CON CÉLULAS:1ª APROXIMACION-GENERACION Implante de Condrocitos Autólogos : TERAPIA CELULAR ACI (ICA)
  • 57. IMPLANTE DE CONDROCITOS AUTÓLOGOS (ACI) • Se describió por primera vez en 1994 (Brittberg et al., N Engl J Med).• La técnica quirúrgica incluye un procedimiento en 2 pasos: PRIMER PASO:• Biopsia de cartílago sano en una zona de baja carga • Aislamiento de condrocitos • Cultivo de condrocitos en monocapa
  • 58. IMPLANTE DE CONDROCITOS AUTÓLOGOS
  • 59. IMPLANTE DE CONDROCITOS AUTÓLOGOS 2º PASO: IMPLANTE Artrotomía Preparación del defecto Recogida de periostio Fijación del periostio al defectoSellado con pegamento de fibrina Implante de condrocitos Cierre de la herida
  • 60. I.C.A. 152 casos Actividad Profesional I.CA. RII.CA. RD 10/98 - Olímpico Sydney 20007/99 - 10/2000
  • 61. TRATAMIENTO DE DEFECTOS CONDRALES CON CÉLULAS:2ª APROXIMACION-GENERACION Desarrollo de biomateriales: uso de un “carrier” paratransportar las células (membranas de colágeno tipo I/III): INGENIERIA TISULAR MACI (ICAM)
  • 62. TRANSPORTADOR:CARRIER/SCAFFOLD/MEMBRANE - Permeable-biocompatible - Biodegradable-reproducible - Mecanicamente estable-no citotóxica - Soporte temporal - No rotura….fácil sutura - Dos caras: - Una impermeable - Una porosa
  • 63. IMPLANTE DE CONDROCITOS AUTÓLOGOS INDUCIDOS POR MATRIZ (MACI)• Método similar a ACI• Células aplicadas sobre colágeno I/III (1 millón / cm2)
  • 64. Condrocitos
  • 65. Transportador biológico (colágeno)
  • 66. Condrocitos sembrados sobre colágeno (micrografia electrónica) condrocitofibras colágenas
  • 67. condrocitofibras colágenas
  • 68. ANÁLISIS DEL RECEPTOR FGF TIPO 3 Tejido sanoCondrocitos normalespresentan cantidadesnormales de FGFR3 Video
  • 69. ANÁLISIS DEL RECEPTOR FGF TIPO 3 MACI Condrocitos de MAClpresentan niveles normales de FGFR3 Video
  • 70. CARTILAGO NORMAL,TEJIDO DE REPARACIÓN Y MACI Estudio Comparativo
  • 71. Comparativa: CARTILAGO NORMAL Y CARTILAGO DE REPARACION (I) Cartílago sano Cartílago de reparación 117.6 6.2 lagunas/mm2 57.3 2.7 lagunas/mm2 El número de lagunas en el cartílago de reparación es la mitad de las presentes en el cartílago sano.
  • 72. Comparativa: CARTILAGO NORMAL , CARTILAGO DE REPARACION Y EL MACI (II) Cartilago MACI sano Cartilago sano Tejido de reparación El tejido de reparación tiene la mayor parte de sus células muertas, pues las lagunas aparecen apagadas (los puntos azules son los Cartilago núcleos de los condrocitos), mientras que en el sano MACI muchas lagunas presentan sus células vivas.
  • 73. Comparativa: CARTILAGO NORMAL , CARTILAGO DE REPARACION Y EL MACI (III) Cartilago Normal Tejido de reparación MACI La visualización con la tinción hematoxilina-PAS demuestra diferencias sustanciales entre el tejido normal, el de reparación y el MACI, estando el MACI más próximo al tejido normal que al de reparación.
  • 74. Comparativa: CARTILAGO NORMAL , CARTILAGO DE REPARACION Y EL MACI (IV) Tejido normal Tejido de MACI reparación Colágeno de tipo II (en color verde) Núcleos (en color azul)El colágeno de tipo II se distribuye en la sustancia fundamental y en losbordes de las lagunas en el tejido sano. En el tejido de reparaciónsolamente en la sustancia fundamental y de manera muy escasa. En elcartílago tratado con el MACI la presencia es predominanate en lasustancia fundamental.
  • 75. DISTRIBUCIÓN DEL COLÁGENO II: ANÁLISIS 3DEl análisis 3D confirma la El MACI es muydistribución del colágeno rico en colágeno II. de tipo II.
  • 76. DISTRIBUCIÓN DE LOS PROTEOGLICANOS Tejido de reparación Tejido normal MACI La matriz extracelular (proteoglicanos) está muy alterada en el tejido dereparación en relación con el tejido normal. El MACI presenta un aspecto un aspecto semejante al tejido normal.
  • 77. DISTRIBUCIÓN DE LOS PROTEOGLICANOS: ESTUDIO 3D Cartílago normal Tejido de reparación MACILa textura fibrosa del tejido dereparación se pone claramentede manifiesto cuando se haceun análisis 3D. De nuevo elMACI se parece más al tejidonormal que la de reparación.
  • 78. ¿CUÁL ES EL PAPEL DE LOS CONDROCITOS? Los condrocitos se pueden identificar porque presentan el receptor de FGFR3 (en verde) Sustancia fundamental (en rojo)
  • 79. LOS CONDROCITOS NORMALES Y DEL MACI PRODUCEN MAS COLÁGENO II Y MENOS COLÁGENO X Colágeno II N M R Colágeno X N M RLos condrocitos del MACI presentan niveles de colágeno II y X semejantes a los existentes en el tejido normal.
  • 80. LOS CONDROCITOS DEL TEJIDO DE REPARACIÓN TIENEN MÁS RECEPTORES FGFR3 N M R FGFR3 Los condrocitos del tejido 0.5 reparación presentan niveles mayores del receptor FGFR3de receptor FGFR3 1 Cantidad relativa que los condrocitos normales o del MACI. Este podría ser el motivo de que el tejido de reparación produzca mas colágeno X y el normal y el 0 MACI mas del tipo II. N M R
  • 81. INTERPRETACIÓN Condrocito normal o MACI Condrocito de tejido de reparación FGFR3 FGFR3 Núcleo Núcleo Colágeno X Colágeno X Colágeno II Colágeno IILa presencia de un mayor número de receptores del tipo FGFR3 en los condrocitos del tejido de reparación condiciona una síntesispredominante del colágeno X frente al colágeno II característicos de los condrocitos con menos receptores FGFR3.
  • 82. ¿ SE PUEDEN MEJORAR LOS MACI ?
  • 83. Antecedentes1) Hemos encontrado que los condrocitos pueden modificar su bioquímica y su fisiología cuando son tratados con el dinucleótido Ap4A. 2) Esto es debido a que los condrocitos poseen en sus membranas receptores que son activados por esta sustancia. 3) La aplicación del Ap4A sobre los condrocitos favorece que estos produzcan un aumento en la producción de la matriz extracelular. El dinucleótido Ap4A Para ver e sta película, d ebe disponer de QuickTime™ y de un descompresor .
  • 84. Los condrocitos tienen receptores P2 para el Ap4A Inmunocitoquímica para los receptores P2Y2 Western-Blot MW 66- 45-La presencia de receptores P2Y en condrocitos sepuede ver en color rojo. La electroforesis (western-blot) con una sola banda de proteína confirma lapresencia de estos receptores. Los receptores queson activados por el Ap4A son los responsables delos cambios en la fisiología del condrocito.
  • 85. La estimulación de los receptores P2Y por el Ap4A incrementa las concentraciones celulares de calcio. Para ver e sta película, d ebe disponer de QuickTime™ y de un descompresor .Cuando el Ap4A activa los receptores P2Y los condrocitos responden con unincremento en el calcio intracelular. Las células se ven más brillantes cuandoentra el calcio y van apagándose gradualmente.
  • 86. Cuando los MACIs son tratados con Ap4A se produce más matriz extracelular Días Días 15 7 3 0 15 7 3 0MACI sin tratamiento Tratados
  • 87. El Ap4A produce más matriz extracelular Tratado Sin tratar 150Matriz extracelular 140 (% control) 130 Ap4A 120 110 100 X50= 4.60 ± 1.57 Días 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Días
  • 88. La matriz extracelular presenta proporciones correctas de colágenos DINUCLEOTIDO Tratado Sin tratarDía 0 Collageno II Collageno X Sin tratatar Tratado Sin tratar TratadoDía 3 142 kDa 66 kDaDía 7Día 10 Gel 7% Gel 10 %
  • 89. Una hipótesis de cómo esta sustancia funciona en los condrocitos presentes en el MACI Ap4A P2Y R.E. Ca2+ ? Matriz extracelular Condrocito
  • 90. CONCLUSIONES1.- El número medio de células en un MACI es 21.000.000.2.- El tratamiento del MACI con Ap4A incrementa la matriz extracelular hasta un 150 %.3.- Este tratamiento estaría recomendado para aquellos pacientes que necesitan una recuperación rápida tras la cirugía
  • 91. IMPLANTE DEL MACI• La membrana actúa como transportador• Inserción de la membrana en el defecto con la cara lisahacia arriba• Fijación con pegamento biológico o sutura al hueso• En esta posición las células están en contacto con laplaca subcondral• La membrana se reabsorbe a los 3-6 meses
  • 92. VENTAJAS DEL MACI• MACI no requiere periostio• Se puede implantar conartroscopia• Se puede suturar facilmente• No se pierden células• La membrana es muy resistente
  • 93. MACI: NUESTRA EXPERIENCIA• 164 pacientes consecutivos con defectos en el cartílagoarticular de la rodilla o tobillo (entre 2002 a 2008)• Biopsia de cartílago mediante artroscopia Genzyme• Edad media (+SD): 36.7 + 9.7 años• Sexo: 131 (80%) hombres y 33 (20%) mujeres• MACI implantado en 152 pacientes
  • 94. LOCALIZACIÓN DE LOS DEFECTOS Defecto MACI RODILLA TOBILLO N=128 N=24 Astrágalo 24 (100%) Cóndilo interno 69 (53.9%) Cóndilo externo 22 (17.2%) Rótula 11 (8.6%) Tróclea 4 (3.1%) Región intercondílea 3 (2.3%) Otros 19 (14.8%)GUILLÉN GARCIA, P.: "Defectos condrales. Tratamiento con Implante de Condrocitos Autólogos Cultivados (ICA)". Editorial MAPFRE. S.A. 1997. VI-48:519-538
  • 95. M.A.C.I. Desbridamiento del defecto Relleno del defecto con tisucol
  • 96. M.A.C.I.
  • 97. GUILLEN GARCÍA, P.: “Reparación del cartílago articular: Injertos osteocondrales, cultivo de cartílago articular”.Revista de la Asociación Argentina de Ortopedia y Traumatología. Año 65. ISSN 1515- 1786 n. 3. Pag. 228-235 2000
  • 98. MACITalus
  • 99. MACIAstrágalo
  • 100. MACI abierto MACI ACI artroscópico Instant CemtroCell artroscópico GUILLEN GARCIA, P.: "Injerto de menisco y Condrocitos Autólogos"Anales de la Real Academia Nacional de Medicina. XVIII Sesión Científica. Pag. 724-743. 2000
  • 101. MACI ARTROSCÓPICO 78807060 505040 Arthroscopy: NO30 Arthroscopy: YES 1820 610 0 ANKLE KNEE
  • 102. Técnica de MACI artroscópico Defecto en cóndilo femoral externo de 1,4 x 1,4 cm Medida del defecto condral
  • 103. Clínica CEMTRO, MadridInstrumental quirúrgico
  • 104. Cínica CEMTRO, Madrid Instrumental quirúrgico
  • 105. Clínica CEMTRO, Madrid Sutura al hueso
  • 106. ARTHROSCOPIC KNEE MACI
  • 107. SEGUIMIENTO (DOLOR)• Poseemos resultados de seguimiento de50 pacientes• Periodo medio de seguimiento: 4 años p = 0.00000000003 35 35 32 30 Escala de dolor Number of patients 25 0-3 3-6 20 6 - 10 15 13 10 10 8 5 2 0 Before Surgery After Surgery
  • 108. Complicaciones: •2 casos de rigidez de rodilla (extensión normal) • 1 caso con 3 cirugías y 1 caso con 4 cirugías previas. Ambos casos se resolvieron mediante movilización bajo anestesia
  • 109. CIRUGÍA PREVIA Seguimiento de 50 pacientes25 2120 0 surg. 1615 1 surg. 9 2 surg.10 3 surg. 5 3 4 surg. 1 0
  • 110. MEJORIA EN FUNCIÓN DE LAS CIRUGIAS PREVIAS Seguimiento de 50 pacientes 90% P = 0.1442 80% 70% 60% 50% Prev. Surg. NO 40% Prev. Surg. YES 30% 20% 10% 0% % Good to Excellent ResultsGUILLÉN GARCIA, P.: “Injerto de meniscos y condrocitos autólogos” Editorial MAPFRE, S.A. 2001. VI-43: 525-544.
  • 111. M.A.C.I. Prof. F. Val Bernal Catedrático Anatomía Patológica.Sección histológica que muestra la red colágeno con los espacios rellenos con agrupamientos de condrocitos (H-E x25)
  • 112. M.A.C.I. Detalle de la red de colágeno con los Los condrocitos rellenan los espacios entrecondrocitos densamente agrupados (H-E, la red de colágeno y la línea de las paredes x64) de la cavidad. (H-E, x64)
  • 113. M.A.C.I.Detalle de la red de colágeno con los Grupo de condrocitos en un espacio de condrocitos alineados (H-E, x 100) la red de colágeno. Los condrocitos muestran una apariencia inmadura
  • 114. MACI LK 14 meses después de MACI 7/2006 9/2007
  • 115. CONCLUSIONES• La mayoría de los pacientes tratados con MACIpresentan resultados buenos o excelentes con respecto a: • Movilidad • Dolor • Vuelta al deprote• Los resultados obtenidos con MACI indican que esta técnicasupone un avance con respecto al ACI en el tratamiento delcartílago articular dañado • Menos sufrimiento para el paciente • Cirugía en hospital de día • Técnica artroscópica • Nos preocupa el número de células implantadas
  • 116. RM en MACIFSE, DP FSE, DP,fat sat
  • 117. 3 meses reorganizacion de la trama colagena integracion en el hueso subcondral
  • 118. 6 mesesseñal inhomogenea
  • 119. 12 meses
  • 120. post-op Postop 6 meses 1 año
  • 121. Gd-DTPA 2- dGEMRIC Gadolinium diethylenetriamine pentacetic acid Mide el contenido en GAG del cartilago. Basado enla interaccion de repulsa entre cargas negativas del Gd-DTPA 2- y los GAG,midiendo su distribucion en el cartilago. El cartilago normal tiene concentracion baja del Gd mientras las zonas afectadas tienen concentraciones altas.Se hacen mapas de T1.Las areas con T1 bajo tienen GAG bajos (Gd alta)
  • 122. LESIÓN CONDRAL 6 MESES 6 MESES Second look
  • 123. LESION CONDRAL 1 AÑO
  • 124. Clínica CEMTRO de Madrid (España) Artritis séptica de rodilla. Cirugía 11/2002: Rodilla ACI Revisión 10/2005: Vida normal con deporte ligero.
  • 125. Clínica CEMTRO de Madrid (España) Dº: OD Cóndilo femoral interno rodilla dcha MACI artroscópico 7/2005Revisión 2 meses después de cirugía: Movilidad completa, sin dolor.
  • 126. Clínica CEMTRO de Madrid (España) Dº: OD Cóndilo femoral interno rodilla dcha MACI 26/11/2004Revisión 1 año tras cirugía: Asintomático, empezando a hacer deporte
  • 127. Clínica CEMTRO de Madrid (España) F.D.O.M. 25550 Dº: OD de cuadrante supero interno de astragalo TI Astrágalo MACI 7/2003 MR + 2º Look artroscopia: 11/2005 RX antes de MACIRX 1 año después MACI RM 1 año después MACI
  • 128. Clínica CEMTRO de Madrid (España) F.D.O.M. 25550 Dº: OD de cuadrante supero interno de astragalo TI MACI 7/2003 MR + 2º Look Artroscopia: 11/2005 Second Look
  • 129. O.D. cuadrante Supero interno astrágaloBiopsia MACI (14/4/03) O.D. Inestable astrágalo izdo (17 años)
  • 130. O.D. TobilloBiopsy MACI (14/4/03)
  • 131. RESULTADOS•ACI 83% buenos/excelentes•MACI 90% buenos/excelentes •INSTANT MACI ????
  • 132. MACI HistologíaCartílago normal ACI (12 meses)
  • 133. MACI Membrana de MACI 5x4 MACI que Tiramos a la basura….. MACI que implantamosTamaño de la lesión. 2x3
  • 134. INSTANT CEMTRO CELLMembrana de ICC colágeno 5x4 Membrana de colágeno que Tiramos a la basura….. ICC queTamaño de la implantamos lesión. 2x3
  • 135. INSTANTMACI CEMTRO CELL ICC
  • 136. TRATAMIENTO DE DEFECTOS CONDRALES CON CÉLULAS: UN PASO AL FUTURO Estamos desarrollando una modificación del MACIincrementando el número de células por cm2 sembrados sobre membrana de colágeno Instant Cemtro Cell 25 casos GUILLEN GARCIA, P.: "Injerto de menisco y Condrocitos Autólogos" Anales de la Real Academia Nacional de Medicina. XVIII Sesión Científica. Pag. 724-743. 2000 GUILLEN GARCÍA, P.: “Reparación del cartílago articular: Injertos osteocondrales, cultivo de cartílago articular”.Revista de la Asociación Argentin de Ortopedia y Traumatología. Año 65. ISSN 1515-1786 núme. 3. Pag. 228-235 2000 GUILLÉN GARCIA, P.: “Injerto de meniscos y condrocitos autólogos” Editorial MAPFRE, S.A. 2001. VI-43: 525-544.
  • 137. Instant Cemtro Cell PROCEDIMIENTO1. Biopsia por artroscopia en una zona sana de baja carga: aislamiento de condrocitos y cultivo hasta 20 millones de células 2. La suspensión celular se transporta al quirófano3. Durante la cirugía se corta la membrana según la forma y tamaño de la lesión y se siembra toda la suspensión celular.
  • 138. COMPARACIÓN ENTRE AMBOS MÉTODOS MACI Instant Cemtro CellLas células se siembran en la Se corta la membrana demembrana a una densidad de acuerdo al tamaño de la 106 por cm2 lesion LESION 2 X 3 cm2 Las células se siembran a una LESION 2 X 3 cm2 densidad mayor de 106 por cm2 (5 x 106) 6 x 106 CÉLULAS 20 x 106 CÉLULAS (30 x 106)
  • 139. PROCEDIMIENTO TÉCNICO Las células se siembran en la membrana Se corta la membrana según el tamaño de la lesión Se implanta la membrana en el defecto
  • 140. Instant Cemtro Cell PROCEDIMIENTOLa membrana se distribuye en un envase Se levanta la tapa del envase para dejar estéril expuesta la membrana con la cara rugosa hacía arriba
  • 141. Instant Cemtro Cell PROCEDIMIENTO Después de medir la lesión, se corta la Se recoge la suspensión celularmembrana según el tamaño de la misma
  • 142. Instant Cemtro Cell PROCEDIMIENTOSe siembran las células en la membrana Se esperan 10 minutos hasta que las células sean absorbidas por la membranail the cells are adsorbed by the membrane
  • 143. VENTAJAS TEÓRICAS1. Si se aumenta el número de células por cm2, no se “desperdician” células sino que todas las que se obtienen en el cultivo se implantan EFECTIVIDAD2. Dado una lesión con un tamaño específico podemos a priori estimar el número de células que vamos a necesitar para el INSTANT MACI. Así, si el defecto es pequeño sólo tenemos que dejar el cultivo hasta que se alcance el número necesario de células (tiempo más corto que las 6 u 8 semanas habituales en el MACI) REDUCIMOS EL TIEMPO DE ESPERA
  • 144. Instant Cemtro Cell ESTUDIO PREVIO DISEÑO EXPERIMENTAL• Tratamiento de lesiones del cartílago articular concondrocitos o células mesenquimales autólogassembradas sobre membranas de colágeno I/III.• MODELO ANIMAL: Ovejas de la raza merina• TAMAÑO MUESTRAL: 15 animales (hembras de 2-3años)
  • 145. Instant Cemtro Cell ESTUDIO PREVIO DISEÑO EXPERIMENTALVariables de estudio: • TIPO CELULAR (condrocitos o células mesenquimales de la grasa de Hoffa) • NÚMERO DE CÉLULAS
  • 146. MODELO ANIMAL: OVEJAS MERINAS
  • 147. DISEÑO EXPERIMENTAL1ª CIRUGÍA • DOS DEFECTOS (aproximadamente 1 cm2) • Surco troclear: microfracturas • Cóndilo femoral interno: Implantes
  • 148. DISEÑO EXPERIMENTALGRUPOS EXPERIMENTALES implante en los defectosdel cóndilo femoral interno: • Grupo 1 (N=5): 1 millon/cm2 condrocitos • Grupo 2 (N=5): 5 millones/cm2 condrocitos • Grupo 3 (N=5): 5 millones/cm2 células mesenquimales
  • 149. CULTIVO PRIMARIO DE CONDROCITOS
  • 150. CULTIVO PRIMARIO DE CÉLULAS MESENQUIMALES
  • 151. EVALUACIÓN DE LA EFICACIA• Tres meses después del implante: sacrificio yrecogida de las muestras. • Area del implante (Cóndilo femoral interno) • Area sin implante + microfracturas (Surco troclear) • Control (Cóndilo femoral externo)
  • 152. EVALUACIÓN DE LA EFICACIA• Estudio histológico: integración del implante en elcartílago circundante y arquitectura del tejidoneoformado• Estudio molecular: grado de “condrogenizacion” delas células implantadas (expresión génica mediantePCR en tiempo real)
  • 153. NECROPSIA: PROCEDIMIENTO 1 2 3 1. Surco troclear: 2. Surco troclear: CONTROL microfracturas SF 3.Cóndilo femoral interno: Implantes (MACI)Estudio Histologico
  • 154. RESULTADOS PREVIOS: HALLAZGOS HISTOLOGICOS MICROFRACTURAS: CÉLULAS MESENQUIMALESEl nuevo tejido es La mayor parte del nuevofibrocartílago con tejido es fibrocartílago perofibroblastos jóvenes también hay algunos fibroblastos maduros
  • 155. RESULTADOS PREVIOS: HALLAZGOS HISTOLOGICOS IMPLANTES DE CONTROL CONDROCITOS(5 millones / 1 millon) Cartílago hialino normalLa mayor parte delnuevo tejido escartílago hialino
  • 156. RESULTADOS PREVIOS: EXPRESION GÉNICA• Todas las muestras expresan agrecano y colágeno detipo I y II• La expresión de agrecano es similar en todas lasmuestras• Perfil de expresión de Col I:Microfrac. > Mesenq. > 1 mill. Cond. > 5 mill. Cond. > Control• Perfil de expresión de Col II (marcador de cartílagohialino):Control > 5 mill. Cond. > 1 mill. Cond. > Mesenq. > Microfrac.
  • 157. FUTURO •Biomaterial…. Mejor, sutura contínua•Biomaterial… Incluyendo bioactivos (dinucleotido) • Nº células… 20 millones o mas • Una sola cirugía Artroscopia •“YOGURTERA”/YOGHURT
  • 158. INSTANT CEMTROCELL ProcedimientoThe membranes are provided in a sterile Remove the coat to expose the membranecontainer with the rough face up
  • 159. INSTANT CEMTROCELL ProcedimientoAfter measuring the lesion, the membrane is Collect the cell suspensioncut according the size
  • 160. INSTANT CEMTROCELL ProcedimientoSeed the cell suspension onto the membrane Wait for 10 minutes until the cells are adsorbed by the membrane
  • 161. 1º Caso: Instant CemtroCell. (ICC) Defecto en Patela
  • 162. Caso Clínico: Instant CemtroCell. (ICC)
  • 163. Wireless Arthroscopy (WAD)
  • 164. MAY 2010 May, 2010
  • 165. FuturoTraumatología del Siglo XXI. QUO VADIS COT1. Cultivo celular: Medicina Molecular y Celular. 2.Medicina Regenerativa. 3. Cirugía Robótica.4. Nanotecnología en Cirugía Ortopédica. 5. Sala estéril o Blanca.
  • 166. Cola cortada de LagartijaRegeneración de la cola de lagartija a los 40 días.
  • 167. 48 horas Post-Amputación:La epidermis (E) inicia el crecimiento para cubrir laherida y el húmero (H) todavía protruye debido a laretracción de las partes blandas que siguen a laamputación. Algunas desdiferenciaciones (D)empiezan en la parte distal de la amputación, cerca delos restos musculares (M) se observa tejidodiferenciado. 7 días Post-Amputación: La herida de amputación está completamentecurada y cubierta por la epidermis (E). El músculo esta ahora en proceso de desdiferenciación, poralgunos sitios proximales del nivel de amputación. Los osteoclastos estan empezando a destruir la porción distal de humero (H). 14 días Post-Amputación: La capa apical de epidermis es más gruesa. Un blastema (B)cubre la parte distal de Humero(H) en el lugar de la amputación. Extensa área de desdiferenciación de células musculares.
  • 168. 18 días Post-Amputación: el blastema esta ahoraprominente, y la proliferación celular sigue enesta área. Se observa el cierre entre la epidermisy el Blastema subyacente. Un nervio largo sedivide en ramas hasta el blastema. 24 dias Post-Amputación: El blastema es ahora tan largo como ancho, tomando la estructura de cono. Continua su elongación rápidamente. 24 dias postamputación: Con un cono alargado, el cartílago empieza a diferenciarse entre el blastema alrededor de los extremos óseos a nivel de la amputación.
  • 169. 35 días Post-Amputación:El modelo esquelético completo se observa enel Humero, Radio, Cubito, Carpo y Falange, y está lista para apoyar 42 días Post-Amputación:El modelo esquelético completo ha sido totalmenterestaurado después de la amputación, el Humero,Radio, Cubito, Carpo y Falanges están totalmente restauradas. El miembro, a partir de este momento, sólo requiere maduración. La flecha indica el nivel de amputación.
  • 170. Esquema de la Regeneración de un miembro. • Curación de la herida en 2 días; • Desdiferenciación del 3 al 12 días; • Formación blastemática del 13 al 21 días• Formación del modelo original del 22 al 40 días.
  • 171. …Podremos ser capaces de regenerar nuestras propias extremidades……Si los seres humanos tienen genes parecidos a los animales que regeneran sus miembros, porque no regenerar……Si la cirugía prenatal no deja cicatriz en el feto, ¿es que esta capacidad perfecta de curar sepierde?... ¿o acaso cierra las heridas para evitar infecciones?...…Despues de 10 años del desastre de Chernobil,parece que el organismo cambia todos sus tejidos cada 10 años…
  • 172. • Los Cultivos Celulares de Condrocitos son una esperanza para las articulaciones dañadas. Ha nacido una nueva para tratar estas lesiones.• Los tejidos articulares seguirán viviendo a pesar de las lesiones pero no a pesar del tiempo; siempre los tejidos han de perecer, acabar o fenecer.• La medicina regenerativa es una realidad gracias a los grandes avances biotecnológicos.• La ingeniería tisular y molecular puede acabar con la precariedad de tejidos y órganos
  • 173. FuturoTraumatología del Siglo XXI. QUO VADIS COT 1. Cultivo celular: Medicina Molecular y Celular. 2. Medicina Regenerativa. 3. Cirugía Robótica.4. Nanotecnología en Cirugía Ortopédica. 5.Sala estéril o Blanca.
  • 174. HEALING CELLS Sala Blanca o Estéril, Terapéutica.
  • 175. Sala Blanca o Estéril, Terapéutica.
  • 176. Sala Blanca o Estéril, Terapéutica.
  • 177. Sala Blanca o Estéril, Terapéutica.
  • 178. Sala Blanca o Estéril, Terapéutica.
  • 179. “ Lo excitante del futuro...”“...es ver como se va haciendo presente”
  • 180. Con la colaboración Científica de:UNIDAD DE INVESTIGACIÓN DE LA CLÍNICA CEMTRO AMPLICEL VIVOTECNIA Consejo Superior de Investigaciones Científicas Unidad de Investigación de Hospital Ramón y Cajal. Universidad Complutense de Madrid Cátedra de Anatomía de la UCM UCAM
  • 181. GRACIAS POR SU ATENCIÓN Clínica CEMTRO